Консервация зерна повышенной влажности
Консервация зерна повышенной влажности
6.9. Консервирование влажного зерна
Часто из-за погодных условий приходится убирать зерно, влажность которого превышает 16%. Такой влажности достаточно для размножения плесневых грибов и образования ряда микотоксинов, отрицательно влияющих на продуктивность и здоровье животных. Для нормального хранения зерна его влажность должна быть ниже 14%, а для зерна с большим количеством жиров — ниже 10%. Это достигается сушкой или охлаждением зерна. В качестве альтернативы предлагается химическое консервирование, при котором микробиальная порча влажного зерна предотвращается путем внесения специальных добавок.
При хранении зерна насыпью необходимо следить за влагоизоляцией. Нужно не допускать непосредственного контакта зерна с бетоном, так как он очень гигроскопичен, и несоблюдение этого требования приводит к повышению влажности нижних слоев зерна. Если хранилище не оборудовано вентиляционными приспособлениями, то высота насыпи зерна не должна превышать I м. При хранении зерна, влажность которого превышает 16%, и такой высоте насыпи имеют место повышенная микробиологическая активность и образование микотоксинов. Это же происходит, если влажность зерна менее 16%, но высота насыпи более 1 м. В таком случае активности микрофлоры способствует вода, выделяемая в ходе обменных процессов. При большой высоте насыпи она не может испаряться, что улучшает условия для развития микроорганизмов.
При нормальной влажности зерна (ниже 16%) целесообразно в первые дни после засыпки на хранение провести его охлаждение. Но даже и при такой невысокой влажности вследствие незначительных преобразований питательных веществ, вызванных ферментами и микроорганизмами, происходит нагревание зерна. Охлаждение позволяет сдерживать повышение температуры в определенных пределах и тем самым предотвращает разложение питательных веществ. Для этого можно использовать имеющееся вентиляционное оборудование или проводить перелопачивание зерна.
Надежным методом является сушка зерна до влажности 14% в специальных сушильных установках. Для этого разработаны технологии периодической и непрерывной сушки. При этом необходимо следить за тем, чтобы температура зерна во время сушки не превышала 60°С, иначе снизится переваримость питательных веществ, особенно сырого протеина. Так, в установках в качестве теплоносителя используется горячий воздух и его температура может быть в пределах 400-900°С. Необходимо, чтобы в таких сушилках зерно постоянно перемешивалось. Но поскольку соблюдение этих требований трудноосуществимо, такая технология сушки зерна редко применяется на практике. Обычно используются сушильные установки с теплым воздухом (80°С). Преимуществом их является то, что не требуется постоянного перемешивания зерна, и его перегрев происходит не так быстро, как в установках с горячим воздухом (табл. 24).
Таблица 24. Допустимые значения температуры при сушке зерна, °С
Зачастую сушку поступающего с поля зерна невозможно осуществить в течение 2-3 дней после уборки. В этом случае необходимо провести предварительную холодную вентиляцию или охлаждение, для чего зерно вентилируется атмосферным или охлажденным воздухом. Таким способом предотвращается его микробиальная порча. Содержание воды в свежем зерне должно быть менее 20%. В зерно влажностью 18% достаточно подачи воздуха 30 м3/ч на 1 м3 зерна при высоте насыпи до 175 см. При влажности 18-20% необходима подача 70 м3 воздуха при высоте насыпи 50 см. При большей влажности даже значительное увеличение подачи воздуха не может обеспечить надежного хранения зерна.
Добавление кислот убивает или инактивирует находящиеся на зерне микроорганизмы. Условием для этого является гомогенное перемешивание зерна с кислотами. Такая обработка обеспечивает гигиенически качественное зерно. Особенно распространено применение пропионовой кислоты. Норма расхода кислоты зависит от влажности зерна и от предполагаемой длительности его хранения (табл. 25). Зернохранилище должно быть обработано против коррозирующего действия кислот защитным покрытием (как и силосохранилище). Зерно, законсервированное пропионовой кислотой, можно скармливать всем видам животных. Ее добавка повышает энергетическую питательность кормов. Пропионовая кислота в организме дойной коровы превращается в глюкозу.
Таблица 25. Необходимое количество пропионовой кислоты для консервации зерна в зависимости от его влажности и длительности хранения, л/ц
Для консервирования зерна можно также применять натриевую или кальциевую соли пропионовой кислоты. В результате ионного обмена соли переводятся в недиссоциируемые кислоты, которые обеспечивают консервацию.
Если зерно скармливается исключительно жвачным, то возможно его консервирование водным раствором едкого натра. Количество чистого NаОН, необходимое для гарантированного эффекта, составляет 3,5^4,0%. Рекомендуется использовать концентрированный раствор, т.е. 350-400 г NаОН на I л воды. Дозировка 3,5-4,0% означает, что 10 л концентрированного раствора NаОН вносятся на 1 ц зерна. Другой вариант — смешивание необходимого количества гранул №ОН с 1 ц зерна и последующее смачивание его 20 л воды. В обоих случаях применяют интенсивное перемешивание для смачивания щелочью каждого зернышка. В первые дни после засыпки зерно следует еще раз перемешать, иначе происходит образование комков. Скармливание такого зерна возможно только через 10 суток.
Если зерно будет скармливаться только жвачным, то его можно консервировать мочевиной, которая затем используется в рубце для синтеза микробного протеина. Путем ферментного гидролиза из мочевины высвобождается аммиак, который подавляет деятельность бактерий, дрожжей и плесневых грибов. Обработанное мочевиной зерно теряет всхожесть и приобретает желто-коричневую окраску. Для стабильного эффекта, независимо от влажности, добавляется 2,25 кг кормовой мочевины на 100 кг влажного зерна. При влажности менее 18% для обеспечения быстрого действия мочевины можно добавлять 0,5 л воды на 1 ц зерна. Зерно, обработанное мочевиной, должно быть плотно укрыто для предупреждения улетучивания аммиака. Консервированное таким способом зерно может слеживаться, поэтому его невозможно выгрузить самотеком через выгрузную воронку.
Зерно, поступающее непосредственно с поля, влажностью не ниже 20%, можно силосовать. Перед силосованием его нельзя хранить в прицепах или на полевых складах, так как из-за повышенной влажности в зерне за короткое время происходит быстрое размножение микрофлоры, вызывающей нежелательные типы брожения, а в результате активизации жизнедеятельности дрожжей возникают большие потери питательных веществ.
Перед силосованием зерно нужно измельчать на дробильной установке, используя сито с диаметром ячеек 4 мм. При влажности зерна менее 25 % используют молотковую дробилку, а при более высокой влажности—вальцовые мельницы, которые должны иметь большую ударную силу. Влажное дробленое зерно можно закладывать как в силосные ямы, так и в башни. В наземных хранилищах зерно следует укатывать трактором. Хранилища должны быть герметичными.
Хранение цельного зерна в герметичных башнях требует больших затрат. В качестве хранилищ чаще всего используются герметичные башни из стали, усиленные стекловолокном искусственных материалов. Консервирование зерна происходит за счет углекислого газа, образуемого растительными ферментами и аэробными микроорганизмами, а также благодаря возникающей при этом в незначительном количестве молочной кислоте. Для сохранения среды из углекислого газа в условиях изменяющейся внешней температуры необходимо предусмотреть систему «дыхательного мешка», которая занимает 10-15% объема башни. При выгрузке зерна надо следить за сохранением углекислого газа в башне.
Хранение зерна в охлажденном состоянии
Как показал опыт последних лет, хранение зерна оказалось едва не важнейшим звеном в зерновом бизнесе. Само хранение позволяет производителю получить более высокую цену за выращенную продукцию. Анализируя стоимость тонны пшеницы в разрезе нескольких лет, явно прослеживается тенденция падения закупочной цены во время уборки урожая и к началу октября (исключением являются неурожайные годы, такие как 2003, 2006 и 2007). Падение цен в основном объясняется увеличением предложения зерна со стороны производителей, которые не имеют возможности хранить зерно и/или нуждаются в финансовых ресурсах.
Начиная с середины осени, цены постепенно повышаются, и только тогда наступает время производителя. Очевидно одно: если хозяйству есть где хранить зерно, то никакой настоящий или вымышленный заговор зернотрейдеров не заставит производителя продать весь урожай прямо с поля. С каждым годом все больше зернопроизводителей в Украине понимают это и ремонтируют, строят, покупают и арендуют разного рода хранилища.
Тем не менее, хранение также вещь не простая, требует постоянного изучения, усовершенствования и поиска новых возможностей, для того чтобы драгоценный урожай с минимальными потерями и оптимальными затратами дождался своей цены. Таким образом, встает вопрос не только относительно самого хранения, но и его качества.
Кроме традиционных технологий и подходов к хранению зерна, которые известны в Украине, существуют и новые. Один из них – охлаждение (консервация холодом) зерна – безусловно заслуживает внимания. В особенности будет интересно производителям и переработчикам кукурузы (отпадает потребность в перемещении зерна для предотвращения согревания), масличных (задерживается процесс окисления масла), органического зерна (позволяет исключить фумигацию) и др.
Продолжая освещать материалы относительно технологий хранения зерна, публикуем адаптированную брошюру Канадско-украинским зерновым проектом II немецкой компании FrigorTec Gmb – производителя охладительного оборудования для зернохранилищ. В настоящее время мы не нашли в Украине хозяйство, которое бы применяло данную технологию, поэтому пока не имеем возможности описать практику ее применения в наших условиях.
Консервация зерна охлаждением
Зерновые культуры являются одними из важнейших продуктов питания. Их сев и уборка урожая производятся очень тщательно. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (FAO), ежегодно в мире в результате порчи пропадает более 20% урожая зерновых. Основная часть этих потерь обусловлена деятельностью насекомых и развитием грибков. Использование технологии консервации зерна охлаждением позволяет эффективно этому препятствовать. Миллионы тонн злаковых культур, масличных, риса, кукурузы и других зерновых во всем мире хранится с помощью этой технологии.
Почему именно консервация охлаждением?
Из-за высокой влажности и жары опасность порчи зерновых особенно высока в зонах с тропическим климатом. Поэтому в таких зонах особенно важно применять консервирование охлаждением. Особенности структуры и поверхности зерна, а также его низкая теплопроводность являются наилучшими предпосылками для охлаждения. Однажды охлажденная зерновая масса долго сохраняет низкую температуру [1]. Далее в этой статье преимущества использования этой технологии описаны более подробно.
Уменьшение потерь сухой массы
Процесс созревания зерна достигает своего пика к моменту уборки урожая. Но и после уборки зерно продолжает дозревать, оно дышит. При этом углеводы под воздействием кислорода разлагаются с выделением тепла на углекислый газ и воду, что ведет к потерям сухой массы. Ниже приведена химическая формула этого процесса:
углеводы + кислород –› углекислый газ + вода + тепло
На рис. показана диаграмма зависимости выделения тепла от температуры и влажности зерна [2]. Рядом в таблице дана формула расчета потерь, и несколько возможных вариантов (примеров) хранения партии зерна. Это позволит оценить потери сухой массы урожая при хранении.
