CC BY
63
664.724:661.732.4
ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОПИОНОВОЙ КИСЛОТЫ ДЛЯ КОНСЕРВИРОВАНИЯ ВЛАЖНОГО ЗЕРНА
Ю.Ф. РОСЛЯКОВ, Т.Н. ПРУДНИКОВА
Краснодарский политехнический институт
Антимикробное действие низкомолекулярных карбоновых кислот известно уже много десятилетий, однако практическое применение в качестве консервантов они получили сравнительно недавно. Впервые способ консервирования влажного зерна низкомолекулярными карбоновыми кислотами был применен в Англии. В 1967 г фирма British Petroleum Chemicals Ltd. запатентовала открытие, связанное с использованием пропионо-вой кислоты ПК для задержки роста плесени в зерне и кормах В 1971 г. она получила патент на использование уксусной, муравьиной и пропионо-вой кислот и их смесей для предотвращения роста плесени [1]. В дальнейшем этот способ нашел широкое применение для временного сохранения влажного зерна различных культур, предназначенного для фуражных целей, в США, Франции, Канаде, Германии, Швеции. Швейцарии, Австрии, Норвегии, Дании, Польше, Чехословакии, Венгрии, Югославии, Мексике и некоторых других странах [2].
Вначале для консервирования была применена ПК, позднее выяснилось, что все предельные карбоновые кислоты с малым числом углеродных атомов — муравьиная, уксусная, пропионовая и масляная — являются сильными ингибиторами жизнедеятельности плесневых грибов и обладают бактерицидным действием. В настоящее время для консервирования фуражного зерна за рубежом используются препараты, приготовленные на основе ПК и представляющие собой различные смеси низкомолекулярных карбоновых кислот. В Великобритании ПК применяется как препарат пропкорн, в США — грейн сторер, грейн трит, в ФРГ — лупрозил, во Франции — пропиогил, в Канаде — хемстор, в Швеции, Польше — просто ПК (2, 3).
В нашей стране для консервирования влажного кормового зерна применяют 100%-ную пропионо-вую, 86%-ную муравьиную, 80, 98,5 и 100%-ную уксусную кислоты и 70%-ный концентрат низкомолекулярных кислот КНМК [4]. В состав КИМ К входит 30—35% муравьиной, 25—30% уксусной, до 8% пропионовой, до 5% масляной кислот и 25—30% воды. ВНИИ кормов рекомендует в качестве консервантов препараты ВИК-1 и ВИК-2 [5|. ВИК-1 состоит из 27% муравьиной, 27% уксусной, 26% пропионовой кислот и 20% воды; ВИК-2 — из 80% муравьиной, 9% уксусной и 11% пропионовой кислот.
При консервировании влажного зерна низкомолекулярными карбоновыми кислотами достигается следующий положительный эффект: зерно с влаж-
ностью 18—45% сохраняется без ухудшения пер* воначальных фуражных качеств до 12 и более месяцев, а также исключается необходимость сушки зерна, благодаря чему снижаются затраты на его послеуборочную обработку.
Как правило, консервируют фуражное зерно влажностью 16—30% и более. При этом доза консерванта составляет от 0,1 до 10% по отношению к массе зерна в зависимости от вида зерна, его влажности, температуры и предполагаемой продолжительности хранения.
Недостатком этого способа является то, что после обработки сравнительно большими дозами консерванта зерно полностью теряет всхожесть и приобретает характерный кислый вкус. Поэтому многие годы исследования проводились по консервированию зерна различных культур только для фуражных целей. В середине 70-х годов появились работы, подтверждающие возможность [6, 7| и даже целесообразность |7, 81 консервирования ПК влажного зерна продовольственного назначения. Химическое консервирование влажного продовольственного зерна при этом рассматривается не как основной способ его стабилизации при поступлении на хлебоприемные предприятия, а как альтернативный, применяемый в экстремальных ситуациях, когда другие способы не позволяют избежать потерь зерна [9, 10].
Из низкомолекулярных карбоновых кислот наи большее распространение в качестве консерванта получила ПК, поскольку она менее токсична, чем уксусная и муравьиная кислоты [5]. Положительный эффект химического консервирования влажного зерна главным образом заключается в том, что ПК имеет следующие свойства:
уничтожает многие виды микроорганизмов, находящихся в зерновой массе, тормозит развитие новых видов;
эффективно противодействует развитию процессов самосогревания и плесневения зерна [101;
подавляет жизнедеятельность насекомых-вреди-телей;
снижает интенсивность дыхания зерна и семян сорных растений;
частично инактивирует ферментные системы зерна, снижает активность гидролитических процессов, приводящих к распаду сухих веществ и образованию легкорастворимых соединений.
В результате исключаются процессы самосогревания, плесневения и порчи зерна, сокращаются до минимума потери сухих веществ, сохраняются исходный химический состав и питательная ценность зерна, предотвращается образование и накопление в зерне микотоксинов — продуктов жиз-
недеятелыюсти некоторых видов плесневых грибов.
Использование ПК в качестве консерванта имеет и ряд дополнительных преимуществ: стабилизация зерна достигается, как правило, в один технологический прием;
консервированное зерно не требует для себя специальных сооружений и герметических емкостей, оно может храниться даже в аэробных условиях на открытых площадках, защищенных от попадания атмосферных осадков;
в ряде случаев отпадает необходимость сушки зерна, поэтому сокращается нагрузка на зерносушильное оборудование, что особенно важно в период массовой уборки урожая; при необходимости сушку можно провести после завершения уборки, когда зерносушильное оборудование будет менее загружено;
применение ПК не требует использования дорогостоящего оборудования и перестройки имеющихся хранилищ.
Пропионовая кислота СН3СН2СООН представляет собой прозрачную и бесцветную жидкость с резким запахом и кислым вкусом, се физические свойства представлены ниже;
Молекулярная масса 74,08
0.9930
140.99
-20.8
485
1,289
1.180
1.102
0.845
Плотность при 20‘С. г/см
Температура. 'С (760 мм рт.ст.) кипения
плавления -
воспламенения
Вязкость, сантипуаз при
10’ \
15-
20'
40"
Растворимость (в вода, спирте, диэтиловом эфире, бензоле)
ПК, применяемая для консервирования зерна, должна быть достаточно чистой (не менее 99%), свободной от тяжелых металлов и соответствовать требованиям, предъявляемым к уксусной кислоте 111].
Поскольку ПК находится в начале гомологического ряда предельных карбоновых кислот, она является относительно химически активной. Вероятно, этим объясняется ее сильное фунгицидное и бактерицидное действие.
В обработанном зерне ПК частично связывается и находится в форме пропионатов кальция и натрия. Возможно использование водных растворов ПК 1:1 для консервации, причем ее фунгицидные и бактерицидные свойства при этом практически не снижаются. При высоких концентрациях ПК оказывает биоцидное действие, а в случае применения разбавленных растворов — биостатическое.
Наилучший результат дает обработка ПК свеже-убранного зерна, в котором еще не начались процессы самосогревания. Зерно, которое начало са-мосогреваться и хотя бы слегка плесневеть, необ-
ходимо подвергнуть обработке ПК в большем количестве. Однако образовавшиеся в зерне до обработки микотоксины ПК не разрушает.
Такие внешние факторы, как повышенные температура и влажность, способствуют развитию и размножению микроорганизмов и насекомых, поэтому при хранении консервированного зерна в вентилируемой среде эффективность действия ПК снижается.
Так, при хранении зерна сорго влажностью 16— 17%, обработанного ПК концентрацией 0,2; 0,4 и 0.8%, оно не плесневело 483 дня при 12°С, а при 27”С портилось уже через 16 сут. Установлено [1], что температура 12°С является оптимальной для хранения консервированного влажного зерна, так как при этом наблюдается замедленный рост плесени.
ПК обладает инсектицидным действием: при дозе, равной 0,5% к массе зерна, она подавляет жизнедеятельность насекомых, а при 1% — уничтожает их.
Отмечено селективное действие ПК на микро-
^лору зерна. ПК в дозе 0,3% уничтожает 80% ladosporium и Alternaria. Плесневые грибы родов Mucor, Fuzarium, Penicillium и Aspergillus в этих условиях продолжают развиваться, хотя и медленнее. Последние два рода являются наиболее стойкими к пропионовой кислоте. Дрожжевые грибы так же чувствительны к ней, как и плесени. Бактерии менее чувствительны, чем грибы и дрожжи. При дозе ПК 0,5—0,75% практически все виды плесеней и дрожжей погибают, а развитие бактерий сильно подавляется.
Однако на плесень Aspergillus /Lavus, вырабатывающую афлатоксины, обработка ПК влияет незначительно [12]. Изоляты, выделенные из образцов влажной пшеницы, обработанной ПК в дозах 1,5 и 5% к массе зерна, содержали афлатоксин Bj, который не был найден в образцах необработанного зёрна [12]. Это можно объяснить тем, что в необработанном зерне преобладал рост разновидностей плесеней рода Penicillium, подавлявших развитие других видов плесневых грибов. В сорго влажностью 19—20%, обработанном ПК в дозах 0,4 и 0,5%, даже при 10°С наблюдалось значительное развитие Aspergillus flavus [1].
Эффективность консервирующего действия ПК зависит от ее дозы. Так [12], обработка зерна пшеницы влажностью 18% ПК в дозе 1,5% к массе зерна была неэффективной. При увеличении дозы до 5% в течение 6 мес хранения наблюдалось полное подавление роста плесневых грибов. Увеличение дозы ПК с 0,4—0,5 до 0,8—1,0% во влажном зерне сорго (19—20%) полностью исключало развитие плесеней, в том числе и Aspergillus
1Я
Депрессивное действие ПК усиливается по мере увеличения содержания воды в зерне. Это, вероятно, связано с увеличением подвижности молекул кислоты во влажном зерне и с тем, что при обезвоживании зерна исчезают те виды микроорганизмов, которые наиболее чувствительны к ПК.
Антимикробное действие муравьиной и уксусной кислот слабее, чем пропионовой, так как их углеводородная цепь короче и они являются более сильными кислотами, а живые клетки более проницаемы для недиссоциированных молекул кислот. Проникнув в клетку, молекулы кислоты будут диссоциировать на ионы в пропорции определяемой их константой диссоциации и могут даже смещать внутриклеточную реакцию среды (pH).
Наибольший суммарный эффект дает консервирование ПК зерна с оптимальной для переработки влажностью, что позволяет не только сохранить, но и переработать зерно, не прибегая к сушке [81. Вместе с тем ПК не рекомендуется для консервации посевного материала и зерна, используемого для приготовления солода, ввиду отрицательного влияния на жизнедеятельность зародыша (6, 8J. Снижая дозу ПК, можно добиться того, что консервант не достигает зародыша и даже поверхностных слоев ядра рисовой зерновки (при 0,1% к массе зерна и ниже) [8], но гарантировать это в условиях существующей техники и технологии консервирования зерна пока нельзя.
Таким образом, на основании анализа литературных данных и результатов проведенных исследований следует сделать вывод о целесообразности использования ПК для консервации влажного зерна кормового и продовольственного назначения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Tests with propionic and acetic acids as grain preservatives // Feed stuff. — 1973. -№9.- 37.
2. Лурье В.М., Анискин В.И., Берзиньш Э.Р.
' Химическое консервирование влажного фуражного зерна.
— М.: ВНИИТЭИсельхоз, 1977. — 62 с.
3. Методика И техника .защиты влажного зерна жидкими консервантами. — М.: ВНИИТЭИагропром, № 69566.—17 с. Grochowicz J., Siviio R. / / Postepy Nank roln. Polska, Lublin. — 1978. — 26. — № 3. — C. 61—62.
4. Методические рекомендации по химическому консервированию влажного кормового зерна (с применением органических кислот). — М.. 1976.
5. П е т р у н и н И. В. Корма и кормовые добавки. Справочник. — М.: Госагропромиздат, 1989. — 526 с.
6. Росляков Ю. Ф. Исследование и разработка способа консервирования влажного зерна риса пропионовой кислотой: Автореф. дне.... канд. техн. наук. — М., 1977. — 30 с.
7. HisamitsuTakai. Propionic acid treatment of paddy rice by means of a new dosing method Meddetelse, nr 29, Denmark. 1977, 98 c.
8. Б у p я к E. С. Биохимическое обоснование и разработка способа химического консервирования риса-зерна оптимальной технологической влажности: Автореф. дне.... канд. техн. наук. — Краснодар. 1987. — 24 с.
9. R а о С. S. et all. Biochemical and nutrional properties of organic acid treat high — moisture sorgumgrain // J. of stored product research. — 1978. — № 213. — P. 95—102.
10. Г у p н я к В.. Роткаэль Я. Проблемы, связанные с консервированием в бункерных хранилищах свежеубран-ного зерна злаков, влажность которого превышает 20% / / Przeglad Lborowomlynarski. — 1988. — № 11—12. — С.23-2Б.
11. ГОСТ 6968—76. Уксусная кислота.
12. Singh Р. Р., В е d i P. S., S i n g h D. Use of organic acid lor protecting moist wheat grains from microbial colonization during storage // J. of stored product research. —1987. —23. — № 3. — P.169—171.
13. К о с т р о в а Е. И., Д о р о н о в а Л. Н., Б о и м а -н о в j Е. В. Изменение крупяных достоинств риса-зерна различной влажности при консервировании пропионовой кислотой. — Деп. в ЦНИИТЭИзаготовок, 1982, № 228 ЭТ-82.
14. Рубинштейн Д. Л. Физико-химические основы биологии. — М.—Л., 1932. — 557 с.
Кафедра биохимии н технической микробиологии
Поступила 08.04.93
633.854.78.002.3:665.3
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОКРОВНЫХ ТКАНЕЙ СЕМЯН ТРЕХ ТИПОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА
О.В. МЕЛЕХИНА, В.Г. ЛОБАНОВ,
П.И. КУДИНОВ
Краснодарский политехнический институт
На промышленную переработку поступают партии семян подсолнечника, оцениваемые как «заводская смесь» и включающие семена различных сортов и гибридов, которые заметно отличаются по величине массовой доли липидов в семенах и лузжистости — относительной доле плодовой оболочки. Существующая технология обрушивания семян подсолнечника не гарантирует полного отделения покровных тканей, и ядро, поступающее на обезжиривание, всегда содержит значительный процент плодовой оболочки. Поэтому липиды плодовой оболочки переходят в подсолнечное масло,
а обезжиренная лузга попадает в шрот, что заведомо отрицательно влияет на качество масла и шрота. Это влияние может быть достоверно оценено только на основании сведений о химическом составе лузги сортов и гибридов подсолнечника, составляющих партию семян, поступающих на переработку.
Цель нашей работы — сравнительное изучение химического состава плодовой оболочки семян подсолнечника трех наиболее распространенных типов — высокомасличного сорта Юбилейный-60, гибрида Полевик и относительно низкомасличного сорта Кондитерский-2 урожая 1992 г. Семена были выращены на опытных полях НПО «Масличные культуры» (г. Краснодар).
