Общие правила хранения компонентов комбикормов

15.09.2015

Важнейшими факторами, влияющими на их состояние и сохранность компонентов комбикормов, являются влажность, температура компонентов и окружающей среды, а также доступ воздуха к компонентам (степень их аэрации). В компонентах протекают дыхательные, биохимические, микробиологические и другие процессы, которые в неодинаковой степени выражены при хранении различного сырья, используемого при производстве комбикормов.
Зерно и продукты его переработки. Нормальными в жизнедеятельности зерна при хранении являются связанные с дыханием биохимические процессы, но при неправильной организации хранения наблюдается прорастание зерен, развитие микроорганизмов, насекомых, клещей и, как следствие, явление самосогревания.
Дыхание характеризуется процессам диссимиляции запасных органических веществ, в основном сахаров (гексоз), которые происходят аэробно или анаэробно. Для аэробного дыхания характерно выделение углекислого газа и воды, а для анаэробного - углекислого газа и этилового спирта. При окислении сахаров наблюдается потеря сухих веществ за счет ферментативного расщепления крахмала зерна или жирных кислот масличных культур. Уровень этих потерь зависит от интенсивности дыхания.
Образующаяся при дыхании вода удерживается в зерне, тем самым увеличивается его влажность и создаются условия для развития микроорганизмов. Одновременно с этим в процессе окисления глюкозы происходит выделение 674 ккал тепла на грамм-молекулу глюкозы, которое в силу плохой теплопроводности может задерживаться. Все это вместе взятое способствует самосогреванию и потерям сухих веществ зерна. Поэтому важным условием при организации хранения является сокращение до минимума или прекращение процессов дыхания фуражного зерна.
Интенсивность дыхания обусловлена влажностью, температурой и степенью аэрации зерновой массы.
Чем зерно влажнее, тем интенсивнее оно дышит. Например, при влажности до 11-12% уровень дыхания очень мал, в то время как в зерне с влажностью 30% и более, находящемся в неохлажденном состоянии при доступе воздуха, теряется в сутки 0,05-0,2% сухих веществ. При хранении зерна пшеницы с влажностью до 15,5% при 18-25 °C выделение углекислого газа составляло от 0 до 1 мг на 100 г сухого вещества в сутки, а с повышением влажности до 20% при температуре 18-25 °C - от 1 до 18 мг, при температуре 0-10 °C - 0-1 мг CO2 на 100 г сухого вещества в сутки. Процессы дыхания у проса и овса начинают проявляться при влажности выше 14%, а ферментативная активность дыхания кормовых бобов сильно замедляется при влажности 17-18% и температуре 20 °C и влажности 23-24% при 5 °С.
С повышением влажности и температуры повышается и интенсивность тепловыделения. Так, при влажности пшеницы ниже 14% уровень тепловыделения не превышал 1,8 мвт/кг (1 мвт = 0,86*10в-3 ккал/ч), при 17% - увеличивался в 20 раз. Интенсивность тепловыделения при температуре зерна 25 °C и влажности 14% составляла 0,9 мвт/кг, а при влажности 17% - 16,7 мвт/кг.
В.С. Уколов и А.И. Изотова с целью выявления возможного развития тепловых процессов и предупреждения опасности самосогревания зерна приводят данные для ориентировочного расчета теплового режима зерновых насыпей в складах и элеваторах (табл. 35).

Общие правила хранения компонентов комбикормов

Приведенный материал показывает, что процессы дыхания, а следовательно, и потери веса зерна связаны с появлением свободной влаги.
Влажность зерна, при которой в нем появляется свободная влага и резко возрастает интенсивность дыхания зерна, называется критической. Величины ее для различных зерновых культур, в %:
- гороха, фасоли, вики, чечевицы, кормовых бобов - 15,0-16,0;
- пшеницы, ржи, ячменя, кормовых злаков - 14,5-15,5;
- кукурузы, проса, сорго - 12,5-14,0;
- подсолнечника среднемасличного - 10,0-11,0;
- подсолнечника высокомасличного и клещевины
Зерно основных злаковых культур с влажностью до 14% (т. е. ниже критической) устойчиво и его можно хранить в насыпи высотой до 30 м и больше.
Для дыхания важное значение имеют температура и состав газовой среды. С повышением температуры интенсивность дыхания зерна при хранении увеличивается, но при температуре 50 °C и выше она резко снижается вследствие инактивации ферментов.
С понижением температур до 0-10 °C интенсивность дыхания зерна с влажностью до 18% очень мала; критическая влажность его проявляется только при температуре 18 °C и выше.
Состав окружающей газовой среды также влияет на интенсивность и характер дыхания. Отсутствие кислорода или наличие углекислого газа резко его понижает.
Поэтому вопросы хранения зерна, особенно фуражного, при пониженных температурах (до 10 °С) или недостатке кислорода имеют большое значение.
Из других факторов, имеющих в этом плане интерес, следует отметить такие: зрелость, выполненность и крупность зерен, наличие битых и проросших зерен; зерно с отклонениями от доброкачественного зерна основной культуры имеет повышенную интенсивность дыхания и менее стойко при хранении. Процессы в сорных растениях протекают так же, как и в основном зерне.
Продукты переработки зерна (отруби, кормовые мучки и др.) представляют собой мелкораздробленную массу и являются «мертвым субстратом», а поэтому процессы дыхания для них не характерны, хотя и могут себя в незначительной степени проявлять. Они более подвержены биохимическим и микробиологическим изменениям.
Прорастание зерна при хранении характеризуется интенсивным дыханием, выделением энергии и значительными потерями сухих веществ. Л.А. Трисвятский отмечает, что при прорастании зерна освобождается огромное количество энергии, выделяемой в виде тепла (более 320 ккал на пятые сутки прорастания 1 кг пшеницы при 25 °С), а потери сухого вещества могут достигать 45-57%. За 7 сут. прорастания ячменя при температуре 14-17 °C потери сухих веществ достигали 10%.
Основной причиной прорастания зерна является влажность, которая превосходит максимальную равновесную влажность; в этом случае происходит поглощение уже капельно-жидкой влаги, образующейся при перепадах температур или подмочках зерна атмосферными и грунтовыми водами.
К прорастанию зерна следует относиться как к нежелательному явлению, и в этих случаях требуется принятие срочных мер по упорядочению условий хранения.
Кроме того, при хранении зерна имеют место и другие биохимические процессы, связанные с изменениями белков, углеводов, липидов, витаминов и других веществ. Исследования состояния зерна разных культур при хранении показали снижение растворимости его белков; при этом количество небелкового азота возрастает, а содержание общего азота находится на одном уровне. Липиды зерна подвергаются окислительным и гидролитическим процессам, количество крахмала и витаминов также уменьшается. Интенсивность таких изменений находится в прямой зависимости от влажности.
Следует заметить, что потери сухого вещества за счет биохимических процессов у пшеницы, ячменя и др. в 2-3 раза ниже, чем у овса, что, видимо, обусловлено морфологическими особенностями.
При хранении овса в течение 10 мес. содержание общего азота не изменялось, отмечалось увеличение небелкового азота (на 17%), γ-аминомасляной кислоты, аланина, валина, серина, метионина, лейцина, изолейцина и уменьшение содержания глутаминовой, аспарагиновой кислот, пролина, что вызвано активизацией протеолитических ферментов как зерна, так и развивающихся микроорганизмов; интенсивность изменений возрастала с увеличением влажности с 9,0-13,2 до 15,0-15,8%. Общее содержание сахаров при влажности овса 13,6% составило 1,17%, а при влажности 15,2% - 1,11%. Начиная с влажности зерна 13-14%, повышалось кислотное число жира с 18-21 до 28,9-29,6 мг КОН/г к 10 мес. хранения при влажности овса 15,2-15,8%. С повышением кислотного числа жира пшеницы и отрубей наблюдается уменьшение содержания токоферолов.
По данным ВНИИКП, при хранении кормовых мучек, отрубей пшеничных повышается кислотность, кислотное и перекисное числа, уменьшается количество сырого жира, общих и редуцирующих сахаров (табл. 36, 37). При этом гранулирование способствует сохранению качества продуктов, что обусловлено меньшей аэрацией; при хранении рисовой мучки в силосах интенсивность процессов выражена слабее, чем в насыпи.

Микроорганизмы. По данным зарубежных исследователей, в результате деятельности микроорганизмов потери сухих веществ при хранении зерна составляют 1-2% его мирового производства.
В процессе хранения зерна видовой состав и количество микроорганизмов сильно меняется, обычно общее число их резко уменьшается, но содержание спорообразующих бактерий увеличивается на 60-90%. На развитие микроорганизмов в зерне влияют влажность, температура, аэрация, целостность зерна, количество и видовой состав примесей.
Основным фактором, способствующим развитию микрофлоры на зерне, является влага, потребность в которой у микробов неодинаковая. Поэтому все микроорганизмы делят на 3 группы: гидрофилы, мезофилы и ксерофилы.
Гидрофилы способны развиваться при относительной влажности воздуха, близкой к 100%. К ним относят бактерии, многие дрожжи и дрожжевидные грибы.
Мезофилы развиваются на средах влажностью 98%, многие из них обитают при влажности 75-80% и ниже.
Ксерофилы развиваются при влажности воздуха 90-95%, нижний предел для их развития - 70-80%.
Влажность зерна зависит от температуры воздуха: при снижении температуры воздуха с 30 до 0 °C влажность зерна увеличивается примерно на 1,5%. Чем выше влажность зерна, тем больше свободной влаги находится в оболочках и в более глубоких тканях, ее использует и поверхностная микрофлора. Влага в зерновой массе распределяется неравномерно. Мелкие, щуплые, битые зерна удерживают больше влаги; в эндосперме ее меньше, чем в оболочках зерна; наиболее гигроскопичен зародыш, в связи с чем на нем наиболее интенсивно развиваются бактерии и грибы.
На жизнедеятельность микроорганизмов влияет и температура окружающей среды: оптимальной температурой для развития бактерий и большинства токсических грибов является 20-35 °C (оптимум для грибов рода Pinicillium - 25 °С, Aspergillus - около 30 °С), для термофильных - от 55 до 80 °С. Температурный минимум для мезофиллов - 5-10 °С. В зерновой массе, имеющей влажность ниже критической и температуру не выше 30 °С, микроорганизмы не развиваются, а если температура выше, при той же влажности происходит уменьшение количества эпифитных микробов.
При благоприятных условиях в зерне различных культур микрофлора развивается в разные сроки: в просе и кукурузе она растет более интенсивно, чем в других видах зерновых. При влажности зерна 15,5% и температуре 15-20 °C грибы развиваются на зародышах через 2-3 мес. хранения. Большей обсемененности зерна микроорганизмами способствует повышенное содержание примесей (сорной и минеральной) и повреждение зерен. При температуре не выше 20 °C и влажности 15% в зерне грибы не развиваются до 30 дней; развитие их можно задержать на несколько месяцев при температуре ниже 15 °C На просе с влажностью 19% при температуре не выше 20 °C развитие грибов задерживается до 4 мес. Относительная влажность от 100 до 65-70% способствует развитию грибов Aspergillus glaucus, A. candidus, Mucor, а при хранении пшеницы в условиях температуры 30 °C и различной влажности зерна развивались: при влажности 15,4% - A. glaucus; при 36,8% - A. flavus, A. candidus, Penicillium; при 18,5-20,8% - A. candidus, реже A. glaucus, A. flavus, A. ochraceus, Penicillium; при 25,2; 30,5 и 38,6% - A. flavus, реже Penicillium; при 30,5 и 38,6% - A. niger. При хранении зерна микроорганизмы, интенсивно развиваясь, снижают санитарное качество кормов и изменяют их химический состав. В первую очередь изменяются жиры, затем углеводы и белки. Это приводит к накоплению в корме продуктов распада - пептонов, альбумоз, органических и жирных кислот, аммиака и др., изменяющих цвет, запах и вкус зерна.
Опытным путем установлено, что при хранении зерна, зараженного грибами Fusarium, Aspergillus и Penicillium, снижается количество крахмала, белкового азота, растворимость белка и его переваримость, увеличивается содержание аминного азота. При этом уменьшается уровень незаменимых аминокислот - гистидина, лейцина, аргинина, фенилаланина, лизина, треонина, заменимых - глицина, серина, аланина, тирозина, аспарагиновой кислоты; повышается количество глутаминовой кислоты.
Грибы - это основной источник липазы в хранящихся кормах, которая гидролизует жир до глицерина и жирных кислот. Наиболее активно расщепляют жир представители рода Penicillium. Резкое увеличение кислотности жира зерна обусловливают грибы Р. chrysogenum, A. niger, A. flavus и др. Для некоторых грибов характерна корреляция между ли-политической активностью и токсичностью.
Л.А. Трисвятский изучил закономерности изменений микрофлоры зерна при хранении (табл. 38).

Из приведенных данных видно, что уменьшается количество бактерий, в основном за счет Bact. herbicola, и полевых грибов с одновременным ростом численности грибов хранения - Aspergillus и Penicillium.
Следовательно, присутствие грибов хранения в зерне в большом количестве и отсутствие или низкое содержание бактерий и полевых грибов указывает на то, что в нем идут или происходили активные микробиологические процессы. Такое зерно при хранении менее устойчиво.
При хранении рассыпных и гранулированных пшеничных отрубей на кислотность и количество грибов заметное влияние оказывает влажность (табл. 39).

Как видно из таблицы, в процессе хранения рассыпных пшеничных отрубей при различной влажности наблюдается увеличение кислотности; причем, при влажности отрубей равной 13% кислотность повышается на 0,6 град., а при 15 и 17% - на 1,3 град, в течение одного месяца.
В пшеничных отрубях с влажностью 13% численность грибов заметно не изменяется, повышение влажности до 15 и 17% приводит к ее увеличению. Гранулирование отрубей резко уменьшает содержание грибов с одновременным более интенсивным повышением кислотности.
Результаты исследований, представленные в табл. 40, показывают, что токсичность пшеничных отрубей не находится в прямой зависимости от кислотности.

Это объясняется тем, что токсичность обусловливается продуктами жизнедеятельности только токсинообразующей микрофлоры, в то время как кислотность характеризует все микробиологические и химические процессы. Поэтому кислотность при определении доброкачественности отрубей с точки зрения токсичности является нехарактерным показателем.
Насекомые и клещи могут обитать в зерне и хранилищах (в трещинах стен, опор, полов), особенно в подполье складов. Кроме того, они переносятся на волосяных покровах грызунов, перьях птиц, а также вместе с инвентарем, тарой и сильным ветром от расположенных поблизости зараженных объектов. Основное место их обитания - почва.
Насекомые и клещи неприхотливы к пище, а поэтому долгое время могут являться источником заражения. На интенсивность их развития главным образом влияет температура. Большинству насекомых-вредителей необходима температура 26-29 °С, а для разных групп насекомых - колеблется от 14 до 35 °С. Низкие температуры (10 °С и ниже) и высокие (38 °C и выше) приводят к задержке их развития и отмиранию.
Существенное влияние на развитие насекомых и клещей оказывает кислород, особенно в стадиях личинки и взрослой особи, и меньше -куколок. Фактор влажности зерна мало ограничивает жизнедеятельность вредителей, т. к. они могут развиваться и при критических влажностях 13-15% и ниже. Травмированные зерна и мелкая органическая примесь способствуют развитию насекомых и клещей, в связи с чем интенсивные или многократные механические воздействия (сепарирование и др.) не приводят к желаемым результатам. Обитание насекомых и клещей в зерновых продуктах приводит к большим потерям в весе и качестве. Поэтому необходимо своевременно и тщательно проводить мероприятия по обеззараживанию и профилактике с учетом практического использования названных факторов, влияющих на развитие вредителей.
Самосогревание зерновых продуктов является результатом их биологических и физических свойств. Причинами его возникновения служат: интенсивное дыхание зерна, активное развитие микроорганизмов, насекомых и клещей при плохой температуропроводности продукции. Однако возможно и доминирующее действие одного или двух названных факторов. Создание условий, исключающих причины образования и накопления тепла, позволит успешно организовать хранение зерновых продуктов.
Белковое сырье животного, растительного и микробиологического происхождения имеет большую ценность для животных и птицы. Производство некоторых видов сырья (жмыхов, шротов, рыбной и травяной муки) связано с сезонностью выработки, в результате чего сроки хранения могут колебаться от нескольких дней до 6 и более месяцев. Следует отметить, что побочные продукты мясной промышленности являются нестойкими. Поэтому для правильной организации хранения этого сырья необходимо знание оптимальных условий и режимов.
В практике хранения продукции важнейшее место отводится влажности, которая определяет течение биохимических и микробиологических процессов, зависит от температуры и относительной влажности воздуха. Явления сорбции и десорбции влаги особенно опасны для жмыхов и шротов. Зависимость величины равновесной влажности хлопкового и подсолнечного шротов от температуры и влажности воздуха приведены в табл. 41.

При понижении температуры и повышении относительной влажности воздуха равновесная влажность шротов возрастает. Время достижения динамического равновесия в продуктах при температуре воздуха 30 °C не зависит от его относительной влажности и колеблется в пределах 6-8 дней, а при 0 и 10 °C и влажности 60-80% оно возрастет до 32-47 дней. Независимо от температуры хранения шротов при повышении относительной влажности воздуха с 30 до 40% равновесная влажность увеличивается в меньшей степени, чем при повышении относительной влажности с 40 до 60% и с 60 до 80%. Аналогичные явления отмечали специалисты ВНИИКП при хранении жмыха и шрота подсолнечного, травяной, рыбной, мясо-костной муки и кормовых дрожжей.
С повышением влажности незернового белкового сырья и температуры воздуха происходят глубокие биохимические изменения, обусловленные гидролитическими и окислительными процессами. Наиболее сильно они выражены в компонентах комбикормов, включающих значительные количества жира. Подтверждением этого служат результаты исследований по хранению рыбной муки, проведенных М.Г. Голиком и др. Величины среднемесячных изменений белковой и жировой фракций в зависимости от влажности рыбной муки и температуры воздуха приведены в табл. 42 и 43.

При хранении в течение 250 дней рыбной муки, содержащей 8,3% жира, наблюдалось незначительное снижение протеина, жира и водорастворимого белка; одновременно накапливались продукты распада этих веществ - свободные аминокислоты, аммиак, свободные жирные кислоты и перекисные соединения. Эти процессы усиливались с повышением влажности и температуры. Резкое увеличение перекисного, кислотного чисел и понижение водорастворимого белка отмечено при влажности рыбной муки выше 12% и температуре выше 10 °С. Подобные закономерности биохимических изменений имеют место в мясокостной муке, жмыхах и шротах.

Большинство видов белкового сырья в процессе хранения, как выше показано, понижает качество, что в известной степени связано с жизнедеятельностью микроорганизмов. Данные о содержании мико-и микрофлоры и изменение ее при хранении, по исследованиям ВНИИКП, приведены в табл. 44.

Из таблицы видно, что количество бактерий при хранении белкового сырья увеличивается, за исключением дрожжей, в то время как содержание грибов в большинстве компонентов уменьшается, причем закономерности изменений содержания грибов и бактерий в процессе хранения не зависят от температурного фактора. Проведенные исследования в жизнедеятельности микроорганизмов в шротах по слоям насыпи показали, что несколько интенсивнее наблюдалось развитие их в нижних слоях. Этому способствовала различная влажность слоев насыпи (9,3-10,1% - в нижнем и 7,5-7,8% в верхнем).
Влияние влажности на развитие микроорганизмов отмечают Е.И. Кострова и др. Было установлено, что срок выживаемости спорообразующих палочек в мясо-костной муке с влажностью не выше 10% достигает 240 дней, грибов рода Aspergillus - 180 дней, причем грибы этого рода сменялись фикомицетами: Mucor, Rhizopus и др. При хранении мясо-костной муки влажностью 14% наблюдалось постоянное активное развитие бактерий и плесневых грибов. Заметной разницы в содержании микрофлоры в жирной и нежирной муке не отмечалось. Уменьшение доступа воздуха или применение нейтральной газовой среды при хранении мясо-костной муки приводило к снижению сроков выживаемости микроорганизмов.
Следует отметить, что жмыхи и шроты (чаще, чем другие компоненты) склонны к явлениям самосогревания и самовозгорания. Проведенные во ВНИИКП работы показали, что под влиянием спорообразующих палочек, грибов рода Aspergillis (flavus, glaucus, fumigatus и их сочетаний) в экспериментальных условиях хранения жмыхов и шротов влажностью 6, 10 и 14% при температурах 40 и 60 °C не происходит процесса самосогревания. Вышеуказанные микроорганизмы вызывали самосогревание продукции влажностью 25-30% и выше, причем процесс протекал тем интенсивнее, чем выше была температура окружающей среды, В период термогенеза наблюдалось интенсивное развитие плесневых грибов и бактерий, снижение содержания влаги, жира, свободных аминокислот, повышение активности липазы (в 2 раза) и поглощения кислорода (в 10-12 раз); отмечался распад олигосахаров до моносахаров. Самовозгоранию шротов естественно способствовало наличие органического растворителя. Эти данные еще раз подтверждают причину самосогревания, как следствие биологических и физических свойств продукции.
Таким образом, изучение зерновых и незерновых компонентов как объектов хранения показало, что важнейшими факторами, влияющими на их состояние и сохранность, являются влажность, температура компонентов и окружающей среды, а также доступ воздуха к продукции. Эти факторы и должны быть положены в основу режимов хранения сырья, используемого при производстве комбикормов.