CC BY
155
СЫРЬЕ
и МАТЕРИАЛЫ
УДК 663.421; 574.34
Биполярис и эпикокк.
Изменения в микобиоте зерна ячменя за 2001-2017 гг.
Т. Н. Волкова,
канд. биол. наук;
И. В. Селина;
М. С. Созинова
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности -филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН
Микроскопические мицели-альные грибы, находящиеся на зерне ячменя и солода и составляющие его микобиоту, могут оказывать существенное влияние как на качество самого зерна, так и на качество получаемого из него пива. Под действием микроскопических грибов возможно ухудшение органолептиче-ских показателей зерна, снижение его прорастаемости, частичное растворение эндосперма, накопление в зерновой массе микотоксинов, появление у пива склонности к гашингу. В этой связи необходим мониторинг микробиологического состояния зерна ячменя и производимого из него солода.
В рамках мониторинга, проводившегося в течение 2001-2017 гг., анализировали микобиоту свежеубранного (1-3 мес. после уборки) зерна пивоваренного ячменя, выращенного, в большинстве случаев, в ЦФО РФ. Образцы отбирали из партий, закупленных отечественными солодовенными предприятиями. Всего было проанализировано 103 образца отечественного ячменя и 11 образцов импортного (для сравнения).
Анализ микобиоты зерна проводили в соответствии с методикой [1], разработанной на основе рекомендаций Микробиологического аналитического комитета Европейской пивоваренной конвенции (EBC Analytica Microbiologica Sub Committee) [2], учет фузариозных зерен проводили по ГОСТ Р 51916-2002 [3].
Определяли следующие показатели: видовой состав наружной и внутренней (субэпидермальной) микобиоты зерна; уровень зараженности образца каждым из видов гри-
бов (% зараженных зерен в образце); частоту встречаемости каждого вида (% зараженнык данным видом образцов); инфекционную нагрузку микобиоты (количество грибнык пропагул, приходящихся в среднем на одно зерно), выраженную в условных единицах. Подробное описание результатов исследований содержится в работах [4, 5]. В настоящей статье авторы обращают внимание на те изменения, которые произошли в характере микобиоты зерна ячменя за годы наблюдений.
Микобиота свежеубранного зерна ячменя состоит практически только из полевых грибов, грибы хранения (пенициллы, аспергиллы, мукоровые грибы) встречаются крайне редко или отсутствуют. Полевая микобиота представлена различными видами грибов, из которых одни могут быть отнесены к доминирующим формам, другие встречаются в виде минорных компонентов, одни присутствуют обязательно (облигатные виды), другие могут оказаться случайными.
Было установлено [4-6], что всегда имели 100 %-ую частоту встречаемости, то есть присутствовали в каждом образце и могут быггь отнесены к об-лигатной микобиоте следующие виды: альтернария, биполярис, эпикокк, кла-доспориум и фузариум (Alternaría spp,. представленная видами «комплекса A alternata» или «комплекса A. infectaría», Bipolaris sorokiniana (телеоморфа — Cochliobolus sativus), Epicoccum nigrum, Cladosporium spp. (виды C. herbarum, реже C. cladosporioides) и Fusarium sporotrichioides). В табл. 1 показан уровень зараженности зерна этими пятью облигатными видами в разные перио-
62 ПИВО и НАПИТКИ 3•2018
ды наблюдений (% зерен, зараженнык каждым из видов; даны средние за эти периоды).
В качестве минорных компонентов за весь период наблюдений 20012017 гг. встречались с небольшой частотой и с незначительным уровнем зараженности, не превышавшим 10 %, следующие виды (в порядке убывания среднего уровня зараженности и частоты встречаемости): Nigrospora sphaerica, Arthrobotrys spp., Aureobasid-ium pullulans, Drechslera sp. (D. graminea, D. teres, D. papendorfii), Trichothecium roseum, Trichoderma viride, Acremoniella atra, A. verrucosa, Ulocladium botrytis, Stemphylium sp., Absidia corymbifera, Thamnidium elegans, Chaetocladium brefeldii, Actinomucor sp.
Разнообразие минорных видов грибов к концу периода наблюдений существенно снизилось, ряд видов, имевших ранее низкую частоту встречаемости, выпал. Продолжали систематически обнаруживаться нигроспо-ра, артроботрис и ауреобазидиум.
В период 2001-2008 гг. доминирующими по уровню зараженности были альтернария (максимум 98 %, среднее 65 %) и биполярис (максимум 98 %, среднее 51 %) (см. таблицу 1). В тех случаях, когда зараженность биполя-рисом доходила до 98 %, зараженность альтернарией снижалась до 12-18 %. Между уровнем зараженности альтернарией и уровнем зараженности биполярисом наблюдалась отрицательная корреляция (r = -0,92, рис. 1). Высокая зараженность биполярисом была характерна для ячменей из Курской, Тамбовской, Воронежской и Тюменской обл. и отмечена как на отечественных сортах (Гонар), так и на импортных (Аннабель, Скарлетт, Квенч).
В 2009-2015 гг. наблюдали существенное снижение зараженности биполярисом (в среднем, с 51 до 21 %), тогда как альтернария сохранила и даже усилила свои доминирующие позиции (среднее 77 %). Снизился и показатель отрицательной корреляции между уровнями зараженности этими видами (r = -0,46). Доминирующая роль альтернарии в микобиоте зерна ячменя и других злаков на территории разных стран подтверждена многими авторами [7].
В 2017 г. тенденция к снижению зараженности биполярисом и даже к его исчезновению продолжилась (средний показатель снизился до 3 %; в 4 образцах из 10 обследованных биполярис вообще отсутствовал).
Состав микобиоты зерна свежеубранного ячменя в разные годы, % зараженных зерен (средний за указанные периоды)
Виды полевых грибов (облигатные) Годы наблюдений и количество образцов, n
2001-2008, n = 38 2009-2015, n = 58 2015, n = 14 2017, n = 14 2001-2012, n = 11, импортные
Alternaria spec. 65 77 87 89 48
Bipolaris sorokiniana (Cochliobolus sativus) 51 21 13 3 2
Epicoccum nigrum 17 18 33 39 27
Cladosporium herbarum 5 5 2,5 9 8
Fusarium spec. 17 24 24 7 14
Рис. 1. Соотношение уровней зараженности альтернарией и биполярисом в микобиоте зерна ячменя в 2001-2008 гг. (n = 38)
Таблица 2
Период, годы Область заготовки Образцы отечественных сортов Образцы импортных сортов Общее число образцов, n
2001-2008 Курская (12), Воронежская (9), Тамбовская (8), Белгородская (4); Алтайский край (2), Волгоградская (1), Омская (1), Ростовская (1) Гонар (14), Сигнал (2), Суздалец (1), Омский 87 (1), Зерноградский 584 (1) Скарлетт (12), Аннабель (1) 32
2009-2015 Воронежская (18), Курская (12), Липецкая (6), Орловская (6), Белгородская (4), Рязанская (4), Пензенская (2), Тамбовская (2), Курганская (1), Тульская (1), Тюменская (1) Челябинский-99 (1) Ксанаду (8), Беатрис (7), Грейс (5), Скарлетт (5), Аннабель (3), Марни (3), Чилл (3), Эксплоер (3), Белана (2), Пасадена (2), Урса (2), Квенч (1), Пионер (1), Филадельфия (1) 47
2015 Курская (4), Орловская (3), Липецкая (2), Рязанская (2), Белгородская (1), Тульская (1) 0 Грейс (4), Чилл (3), Ксанаду (2), Эксплоер (2), Квенч (1), Пионер (1) 13
Воронежская (4), Тамбовская (3), 2017 Тульская (3), Курская (2), 0 Орловская (2) Эйфель (8), Травелер (3), 14 Квенч (2), Эксплоер (1)
Примечание. В скобках указано число образцов
Между тем, за период наблюдений обнаружилось возрастание зараженности эпикокком с 17 в период 20012008 гг. до 39 % в 2017 г., а в отдельных образцах — до 70 %. В этом отношении численным состав микобиоты приблизился к таковому импортнык ячменей,
среди которык 50 % образцов представлял сорт Квенч (Дания).
За период с 2001 по 2017 гг. произошло вытеснение отечественный сортов пивоваренного ячменя и замена их импортными (табл. 2). Так, в период с 2001 по 2008 гг. из 32 обследованнык
3•2018 ПИВО и НАПИТКИ 63
Рис. 2. Черные колонии биполяриса вокруг зерен ячменя, сусло-агар (СА), 8 суток
Рис. 3. Конидиеносцы и конидии биполяриса на поверхности зерна ячменя, х30
образцов пивоваренного ячменя 19 были отечественных сортов, 13 импортных. В период с 2009 по 2015 гг. из 47 представленных на анализ образцов лишь один был отечественного сорта. В последующие годы отечественные сорта не встречались.
Можно предположить, что изменения, произошедшие в составе ми-кобиоты зерна ячменя, определяются сменой сортового материала. Генетические особенности новых сортов обеспечивают иные, новые формы взаимодействия с привычной ми-кобиотой, появляется устойчивость растения к заражению биполярисом, и создаются более благоприятные условия для инфицирования эпи-кокком. Какое это имеет значение для самого растения ячменя, для качества зерна и его пивоваренных свойств?
Рассмотрим природу и особенности этих двух грибов — биполяриса и эпикокка. Оба они относятся к одному порядку — Pleosporales (полная классификация: царство Fungi, отдел
Рис. 5. Конидии биполяриса, прорастающие с двух полюсов
Ascomycota, подотдел Pezizomycotina, класс Dothideomycetes, подкласс Pleo-sporomycetidae, порядок Pleosporales), но к разным семействам и родам соответственно: сем. Pleosporaceae, род Bipolaris (Cochliobolus), и сем. Didy-mellaceae, род Epicoccum [8].
Биполярис сорокиниана (Биполярно Сорокина). Гриб Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoemaker (1959) — анаморфа (несовершенная, конидиальная стадия) гриба Cochliobolus sativus (S. Ito & Kurib.) Drechsler ex Dastur (1942), его те-леоморфы (совершенной, половой стадии) [9, 10]. Относится к биологической группе гемибиотрофов (факультативных паразитов) [11]. Это возбудитель ряда заболеваний дикорастущих и культурных злаков. Обычно входит в состав эпифитной (поверхностной) микробиоты и тогда не представляет опасности. Однако в неблагоприятных погодных условиях, при снижении иммунитета растений становится возбудителем заболеваний.
Cochliobolus sativus, совершенная стадия, крайне редко встречается в природе, таким образом, возбудителем инфекции фактически служит анаморфная, несовершенная стадия гриба — Bipolaris sorokiniana (одно из прежних его названий — Helmint-hosporium sativum, Гельминтоспорий посевной). Две главные болезни вызывает биполярис: темно-бурую листовую пятнистость (прежнее название — гельминтоспориоз) и корневую гниль. Хозяйственное значение имеет поражение пшеницы, ячменя, ржи, овса.
В культуре, на питательной среде, биполярис образует четко очерченные черные бархатистые колонии (рис. 2). Мицелий, конидиеносцы и конидии биполяриса темные, олив-ково-коричневые. Конидиеносцы одиночные или собранные в пучок, прямостоячие (рис. 3). Конидии овальные или удлиненно-овальные, с 6-10 перегородками, с закругленными концами (рис. 4). Конидии прорастают с двух концов, то есть двумя полярными клетками, из-за чего гриб и получил название бипо-лярис (рис. 5) [7].
Совершенная стадия (Cochliobolus sativus), при образовании в культуре или, очень редко, в природе, на нижних листьях растений, бывает в форме черных, шаровидных псевдо-тециев (плодовых тел) 300-400 мкм в диаметре, наполненных булавовидными асками (сумками). В асках находятся аскоспоры в количестве 4-8, прозрачные, нитевидные, спирально изогнутые.
Биполярис сорокиниана — космополит. Встречается повсеместно в ареале культивирования злаковых культур. Сохраняется в виде мицелия и конидий на растительных остатках, на зерне и в почве. Конидии распространяются ветром. В почве сохраняются в течение нескольких лет. Биполярис на территории нашей страны особенно вредоносен на Северном Кавказе, в Центрально-Черноземном районе, Северо-Западном и Центральном районах Нечерноземной зоны, в Западной и Восточной Сибири. Северный Казахстан — зона наиболее высокой вредоносности темно-бурой пятнистости [10]. Биполярис всегда был настолько обычным для ячменя микроскопическим мицелиальным грибом, что в старой отечественной микологической литературе имел
Рис. 6. Колонии эпикокка (бело-розовые) на зерне ячменя сорта Квенч (Дания), СА, 6 суток: а - вид сверху; б - реверзум (обратная сторона колоний) с ярко-красным пигментом
Рис. 7. Старые колонии эпикокка (оранжевые), СА, 1 мес. Серые колонии - альтернария
синоним «Гельминтоспорий ячменный».
Разные сорта пшеницы и ячменя могут сильно варьировать по своей восприимчивости или устойчивости к заболеванию, вызываемому бипо-лярисом.
Присутствие конидий биполяри-са на зерне далеко не всегда свидетельствует о наличии болезни, часто биполярис присутствует на здоровом зерне как сапротроф (организм, использующий для питания органические вещества растительных и животных остатков), как один из компонентов эпифитной микобиоты.
Биполярис относится к группе черных грибов. Его мицелий, кони-диеносцы и конидии содержат темный пигмент меланиновой природы. Высокая обсемененность даже здорового зерна конидиями и мицелием биполяриса, что нередко бывает в
годы с холодным сырым летом, может способствовать ухудшению его органолептических свойств: появлению серого оттенка, черного налета, зерен с «темными кончиками». При развитии на ячмене темно-бурой пятнистости возможно появление «черного зародыша» семян, что снижает качество зерна и его всхожесть.
При высокой инфекционной нагрузке на исходном ячмене биполя-рис может давать вторичный рост на зерновой массе в процессе соложения на стадии проращивания. В таких случаях черный пигмент би-поляриса может попадать в сусло, повышая его цветность и снижая прозрачность.
Биполярис сорокиниана известен как продуцент большого числа (около 10) микотоксинов, а также фито-токсинов, из которых главные — пре-гельминтоспорол и гельминтоспо-рол, серии пигментов [12], однако, до сих пор этот гриб не рассматривали в связи с проблемой пищевой безопасности для человека.
Эпикоккум нигрум (Эпикокк черный), синоним: Эпикокк пурпурный. Для гриба Epicoccum nigrum Link
Рис. 8. Точечные черные скопления конидий эпикокка на зерне ячменя, х30.
Рис. 9. Конидии эпикокка в скоплениях, х400
(1816) (син.: Epicoccum purpurascens Ehrenb.) не известна телеоморфа (совершенная, половая стадия), а только анаморфа — бесполое размножение конидиями [13, 14].
Эпикокк широко распространен в природе. Относится к биологической группе гемибиотрофов (факультативных паразитов), хотя широко встречается и сапротрофное его существование. Выделен из почвы, воды, воздуха, от животнык, из продуктов питания, текстиля. Его часто находят на поверхности зерновык, на семенах, а также и на других плодах, включая бобы, кукурузу, картофель, персики, шляпочные грибы и т. п. В условиях помещений эпикокк находили в виде обрастаний на обоях, текстиле, на предметах искусства (картины, статуи), а также в пыли, в воздухе, гриб очень устойчив, в том числе, к выгсыканию [14].
В культуре гриб образует шерстистые, войлочные колонии сначала белого, а затем яркого желтого, оранжевого или красноватого цвета, иногда — с зеленоватым оттенком, с возрастом буреющие. Обратная сторона колоний бывает того же цвета, но большей интенсивности (рис. 6, 7). Конидии в культуре образуются крайне редко, только в особык условиях освещения, температуры и влажности.
Напротив, в природе, на поверхности зерна, листьев, плодов эпикокк часто формирует скопления конидий, возникающие на спородохиях (плотных переплетениях гиф). Конидии сферические, 15-25 мкм в диаметре, с конической ножкой, с шероховатой поверхностью, темноокрашенные, в массе — черные (рис. 8, 9).
3•2018
ПИВО и НАПИТКИ 65
Рис. 10. Красный пигмент и мицелий эпикокка на зерне ячменя, х30
Эпикокк может быть и фитопа-тогеном, вызывая заболевание эпи-коккоз у сои (бобов), кукурузы, гороха, фасоли. Из злаковых растений он встречается на рисе (так называемая «точечность» зерна, черные пятна на стеблях, листьях, колосковых чешу-ях) в регионах Дальнего Востока и в Краснодарском крае, в условиях высокой влажности. От эпикоккоза часто страдает посадочный материал хвойных пород деревьев, в частности, туи, на территории Белоруссии.
Эпикоккум нигрум продуцирует целый ряд метаболитов, используемых за рубежом в биомедицине, промышленности и сельском хозяйстве. Гриб синтезирует широкий набор пигментов — от темно-оранжевых до желтых и зеленых: флавипин, эпикоразины А и В, эпиродин,эпикокконон и серию каротиноидных пигментов [14]. Он продуцирует ряд пигментированных (флавипин и эпиродины А и В) и не пигментированных (эпи-коразины А и В) антифунгальных и антибактериальных соединений, эффективных против других грибов и бактерий, присутствующих в почве. Эпикокк синтезирует уникальный пигмент эпикокконон, окрашивающий субстрат в оранжевый цвет и флюоресцирующий красным светом. Эпикокком также синтезируются полисахаридные антиокси-данты. Эпикокк продемонстрировал способность биосинтеза наночастиц серебра и золота, которые находят применение в химической и медицинской промышленности [14].
Таблица 3
Свойства Биполярис (Bipolaris sorokiniana) Эпикокк (Epicoccum nigrum)
Биологическая группа (тип питания) Гемибиотроф (факультативный паразит) Гемибиотроф (факультативный паразит)
Болезни ячменя Корневая гниль. Темно-бурая листовая пятнистость (гельминтоспориоз) Эпикоккоз (на ячмене не отмечен)
Воздействие на внешний вид зерна ячменя Почернение зерна. Ухудшение органолептических показателей Иногда незначительное покраснение зерна
За рубежом пигменты E. nigrum рассматривают как натуральную альтернативу искусственным красителям, применяемым в пищевой промышленности в настоящее время.
Гриб используют в качестве агента биоконтроля против коричневой гнили плодов, вызываемой видами Monilinia laxa и Monilinia fructigena.
При развитии мицелия эпикокка на зерне его пигменты окрашивают зерна злаков, в том числе, пшеницы, ячменя, в красноватый цвет (рис. 10). Случается, что их путают с красными «фузариозными» зернами. Подробно об отличиях красных «фузариозных» зерен от красных зерен, пигментированных эпикокком, см. в работе [15].
Биологические свойства биполя-риса и эпикокка, важные в отношении пивоваренного ячменя, представлены в табл. 3. Сравнение их позволяет заключить, что присутствие эпикокка предпочтительнее, чем биполяриса, и таким образом, изменения, произошедшие в видовом составе микобиоты зерна ячменя, следует признать скорее благоприятными.
ЛИТЕРАТУРА
1. ИК 9184-074-00334600-08. Инструкция контроля микологического состояния зерна пивоваренного ячменя и солода. - М.: ГУ ВНИИ ПБ и ВП РАСХН, 2008. - 43 с.
2. AAMimCA-MICROBIOLOGICA-EBC. 4.5 Détection of Contaminants in Barley and Malt. - 2001. - P. 166-187.
3. ГОСТР 51916-2002. Зерновые культуры. Метод определения содержания фуза-риозных зерен. — Введ. 2003-06-01. — М.: Издательство стандартов, 2002. -3 с.
4. Волкова, Т. Н. Микобиота зерна пивоваренного ячменя: анализ за период 2001-2015 гг. Часть 1 / Т. Н. Волкова, И. В. Селина, М. С. Созинова // Хранение
и переработка сельхозсырья. — 2016. — № 11. — С. 22-29.
5. Волкова, Т.Н. Микобиота зерна пивоваренного ячменя: анализ за период 2001-2015 гг. Часть 2 / Т. Н. Волкова, И. В. Селина, М. С. Созинова // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2016. — № 12. — С. 19-23.
6. Волкова, Т. Н. Исследование основных характеристик пивоваренного ячменя урожая 2017 г. / Т. Н. Волкова, И. В. Селина, М. С. Созинова // Сборник научных трудов: Актуальные вопросы индустрии напитков. — 2017. — № 1. — С. 22-27.
7. Noots, I. From Field Barley to Malt: Detection and Specification of Microbiol Activity for Quality Aspects [Электронный ресурс] / I. Noots, J. A. Delcour, C. W. Michiels // Critical Reviews in Microbiology. — 1999. — Vol. 25 (2). — P. 121-158. — URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pubmed/10405796 (дата обращения: 25.07.16).
8. Index Fungorum: Position in classification Bipolaris. Position in classification Epic-occum nigrum. [Электронный ресурс]. — URL: http://www.speciesfungorum.org/ Names/Names. asp (дата обращения: 25.03.18).
9. Bipolaris sorokiniana [Электронный ресурс] // MycoBank.org. — URL: http://www.mycobank.org/Biolomics.asp x?Table=Mycobank&MycoBankNr_=2937 01 (дата обращения: 25.03.18).
10. Bipolaris sorokiniana [Электронный ресурс] // Wikipedia.org. — URL: https:// en.wikipedia.org/wiki/Cochliobolus_sati-vus (дата обращения: 25.03.18).
11.Болезни сельскохозяйственных культур. Болезни ячменя [Электронный ресурс] // Агроэкологический атлас России и сопредельных стран. — URL: http://www.agroatlas.ru/ru/content/ diseases/Hordei/index. html (дата обращения: 25.03.18).
12. Shotwell Odette L., Ellis J. J. Helminthospo-rium, Drechslera and Bipolaris Toxins / L. Shotwell Odette, J. J. Ellis // In: My-cotoxins. — Ed. Elsevier, 1975. — P. 318343.
13. Epicoccum nigrum [Электронный 14. Epicoccum nigrum [Электронный ре- 15. Волкова, Т.Н. Диагностика фузариозных
ресурс] // MycoBank.org. — URL: сурс] // Wikipedia.org. — URL: https:// зерен в пивоваренном ячмене / Т.Н. Вол-
http://www.mycobank.org/MB/226758 en.wikipedia.org/wiki/Epicoccum_nigrum кова // Индустрия напитков. — 2008. —
(дата обращения: 22.03.18). (дата обращения: 22.03.18). № 6. — С. 70-73. <S
Биполярис и эпикокк.
Изменения в микобиоте зерна ячменя за 2001-2017 гг.
Ключевые слова
альтернария; биполярис; микобиота зерна; мониторинг; пивоваренный ячмень; эпикокк.
Реферат
В рамках мониторинга, проводившегося в течение 2001-2017 гг., анализировали микобиоту свежеубранного (1-3 мес. после уборки) зерна пивоваренного ячменя, выращенного в ЦФО РФ. Образцы отбирали из партий, закупленных отечественными солодовенными предприятиями. Было проанализировано 103 образца отечественного ячменя и 11 образцов импортного (для сравнения). Анализ микобиоты зерна проводили по методике, разработанной на основе рекомендаций Микробиологического аналитического комитета Европейской пивоваренной конвенции (EBC). Определяли видовой состав наружной и внутренней (субэпидермальной) микобиоты зерна (%); уровень зараженности образца каждым из видов грибов (%); частоту встречаемости каждого вида (%); инфекционную нагрузку микобиоты (в условных единицах). Было установлено, что всегда присутствовали в каждом образце и могут быть отнесены к облигатной микобиоте следующие виды: Alternaría spp., представленная видами «комплекса A. alternata» или «комплекса A. infectaría»; Bipolaris sorokiniana (телеоморфа - Cochliobolus sativus); Epicoccum nigrum; Cladosporium spp. (виды C. herbarum, реже C. cladosporioides) и Fusarium sporotrichioides. В 2001-2008 гг. доминирующими по уровню зараженности были альтернария (максимум 98 %, среднее 65 %) и биполярис (максимум 98 %, среднее 51 %), причем между уровнем зараженности альтернарией и уровнем зараженности биполярисом отмечено высокое значение отрицательной корреляции (r = -0,92 при n = 38). В 2009-2017 гг. наблюдали существенное снижение зараженности биполярисом (в среднем с 51 до 21 %), тогда как альтернария сохранила и даже усилила свои доминирующие позиции (среднее 77 %). В 2017 г. средний показатель по биполярису снизился до 3 %; в 40 % образцов биполярис вообще отсутствовал. В то же время за 2001-2017 гг. было обнаружено возрастание зараженности эпикокком с 17 в 2001-2008 гг. до 39 %, а в отдельных образцах - до 70 % в 2009-2017 гг. В этом отношении численный состав микобиоты приблизился к таковому импортных ячменей. С 2001 по 2017 гг. произошло вытеснение отечественных сортов пивоваренного ячменя и замена их импортными. Возможно, изменения, произошедшие в составе микобиоты зерна ячменя, определяются сменой сортового материала. Генетические особенности новых сортов обеспечивают иные формы взаимодействия с местной микробиотой. Сравнение биологических особенностей биполяриса и эпикокка, важных в отношении пивоваренного ячменя, позволяет заключить, что изменения, произошедшие в видовом составе микобиоты зерна, следует признать скорее благоприятными.
Авторы
Волкова Татьяна Николаевна, канд. биол. наук; Селина Ирина Васильевна; Созинова Марина Сергеевна
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности - филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, 119021, Россия, г. Москва, ул. Россолимо, д. 7, [email protected], [email protected], [email protected]
Bipolaris Sorokiniana and Epicoccum Nigrum.
Changes in Mycobiota of Barley Grain During 2001-2017
Key words
Alternaria spec.; Bipolaris sorokiniana; mycobiota of grains; monitoring; malting barley; Epicoccum nigrum.
Abstract
The paper deals with some changes in mycobiota of malting barley grains which was studied during the monitoring which was held in 2001-2017. The samples of fresh barley (1-3 months after harvest in Central Federal District of Russia) were collected from batches purchased by Russian malt plants. 103 samples of domestic barley and 11 samples of imported barley for comparison were included in this study. Analyses of grain mycobiota were performed according to the recommendations of EBC Analytica Micro-biologica Sub Committee. Contaminating level of the sample with each of the species (%), the frequency of species isolation in different samples (%), and infestation load (in conventional units) were detected. It was found that the following species were always presented in each sample and can be attributed to the obligate mycobiota: Alternaria spp., represented by species «complex of A. alternata» or «complex of A. infectoria»; Bipolaris sorokiniana (teleomorph - Cochliobolus sativus); Epicoccum nigrum; Cladosporium spp. (species C. herbarum, rarely C. cladosporioides) and Fusarium sporotrichioides. Alternaria spp. (maximum 98 %, average 65 %) and Bipolaris sorokiniana (maximum 98 %, average 51 %) were dominant by the level of infestation in 2001-2008, and a high negative correlation was noted between infestation level of Alternaria and the infestation level of Bipolaris (r = -0.92, for n = 38). A significant reduction in infection with Bipolaris was observed in 2009-2015, on average from 51 to 21 %. At the same time, Alternaria retained and even strengthened its dominant positions (average 77 %). In 2017 the average index for Bipolaris decreased by 3 %, and in 40 % of samples Bipolaris was not found. In addition, for 2001-2017 there was an increase in infestation with Epicoccum nigrum from 17 in 2001-2008 to 39 %, and, in some samples, to 70 %, in 2009-2017. In this respect, the quantitative and qualitative composition of mycobiota approached that of imported barley. In the period from 2001 to 2017 there was a complete ousting of domestic cultivars of malting barley and their replacement with imported cultivars. Perhaps, the changes that were occurred in the composition of barley grain mycobiota, were determined by the changes in cultivars material. Genetic features of new cultivars provide alternative forms of interaction with the indigenous microbiota. Comparison of the biological features of Bipolaris sorokiniana and Epicoccum nigrum, important for malting barley, allows us to conclude that the changes that occurred in the species composition of grain mycobiota should be considered soon as positive.
Authors
Volkova Tatyana Nikolaevna, Candidate of Biological Science; Selina Irina Vasil'evna; Sozinova Marina Sergeevna
All-Russian Scientific Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industry - Branch of V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS,
7 Rossolimo Str., Moscow, 119021, Russia, [email protected], [email protected], [email protected]
3•2018 ПИВО и НАПИТКИ 67
