Микроорганизмы — вредители свеклосахарного производства

Источниками посторонних микроорганизмов в свеклосахар­ном производстве являются сахарная свекла, вода, технологиче­ское оборудование, воздух, персонал.

Микрофлора и болезни свеклы. В тканях свеклы содержатся разнообразные микроорганизмы. Огромное количество их нахо­дится на поверхности даже неповрежденной свеклы, в частичках почвы, прилипшей к корнеплоду (см. гл. 4 «Микрофлора поч­вы»). Микроорганизмы находят в свекле и на ее поверхности достаточное количество питательных веществ. Особенно много бактерий развивается на больной, поврежденной при выкапы­вании или неправильно хранящейся свекле (при многократном оттаивании и замораживании), так как эти факторы увеличива­ют доступность питательных веществ для микроорганизмов и по­нижают естественный иммунитет свеклы. Начинается бурное размножение микроорганизмов, сопровождающееся порчей кор­неплода и снижением его сахаристости.

Микроорганизмы, находящиеся на поверхности свеклы, раз­множаются как в процессе роста растения, так и в процессе хранения свеклы, вызывают ее порчу. Поэтому болезни свеклы подразделяются на две группы: болезни, возникающие в период роста, и болезни, возникающие при хранении.

Болезни свеклы, возникающие в период роста. Они вызываются фитопатогенными, то есть вызываю­щими болезни растений, микроорганизмами. В результате их деятельности в корнеплоде нарушается углеводный обмен, уси­ливается процесс дыхания, что приводит к расходу сахарозы и накоплению продуктов обмена, подавляющих развитие корне­плода. Свекла, заболевшая в период роста, теряет иммунитет и быстрее портится при хранении.

Болезни свеклы, возникаю­
щие в период роста, принято де­
лить на три группы: болезни,
возникающие в период роста и
переходящие при хранении в ка-
гатную* гниль (фомоз, фузари-
оз, хвостовая гниль); болезни,
возникающие также во время
роста, но менее опасные при хра­
нении свеклы (дуплистость, пар-
Рис. 38. РЬота Ьегае ша, рак корнеплода, корнеед и

др.); болезни листового аппара­та. Эти болезни в основном вызываются мицелиальными гри­бами.

Фомоз (черная сухая гниль, или гниль сердечка) вызыва­ется грибом РЬота Ье1ае из класса дейтеромицетов. Гриб не образует наружного мицелия и развивается только внутри рас­тущего корнеплода. Органами размножения у него служат пик-ниды, погруженные в ткань, которые представляют собой груп­пу очень коротких конидиеносцев с конидиями. Окружены пик-ниды особой оболочкой, состоящей из плотно переплетенных гиф. Конидии освобождаются из пикниды через узкое отвер­стие на вершине оболочки (рис. 38).

Гриб развивается в широких пределах рН (от 3 до 9), по­этому обработка свеклы известью не приносит пользы.

Фомоз поражает различные органы свеклы. На листьях она проявляется в виде желтовато-бурых пятен с концетрическими зонами, на стеблях образует белые пятна. Пораженная ткань корнеплода становится черной, сухой и твердой. Фомоз продол­жается и при хранении свеклы в кагатах.

Фузариоз свеклы вызывается различными представителями мицелиальных грибов из рода Ризапшп, относящихся к классу дейтеромицетов. На свекле паразитирует около 60 видов этого рода грибов.

Они размножаются с помощью конидий, которые имеют удлиненную изогнутую серповидную форму (от лат. «фузари-ум» — серповидный) (рис. 39). Грибы этого рода неприхотливы к внешним условиям: растут в широком диапазоне рН (от 2 до 9) и температуры (от 0 до 35 °С).

Болезнь выражается в отмирании сосудисто-волокнистых пучков. Она возникает в засушливых условиях произрастания. Нежные боковые корешки травмируются при растрескивании почвы и погибают, в результате чего мицелий гриба проникает по сосудистым пучкам внутрь корнеплода, где образуются по-

* Свекла, предназначенная для длительного хранения, складывается на специально отведенной вблизи завода площадке в кагаты, — длинные назем­ные кучи трапецеидального сечения. Отсюда и название вида порчи свеклы микроорганизмами — кагатная гниль.

Рис. 39. Ризапшп:

1 — конидии; 2 — мицелий

лости, заполненные мицелием розового, красного или желтого цвета. В дальнейшем ткань под мицелием становится темно-бу­рой или черной.

При фузариозе листья желтеют, увядают, растение полно­стью погибает в результате нарушения поступления воды и пи­тательных веществ в клетки корнеплода. Фузариоз продолжа­ется и при хранении в кагатах.

Хвостовая гниль выражается в загнивании хвостовой части корнеплода и постепенно переходит в кагатную.

К болезням свеклы, возникающим во время роста, но не ме­нее опасным при хранении, относятся дуплистость, парша, рак корнеплода, корнеед и др.

Дуплистость корнеплода бывает двух видов: дуплистость го­ловки и центральная. Это заболевание объясняется неравномер­ным поступлением в хорнеплод влаги. При дуплистости голов­ки образуется полость в области головки. В дупло проникают почвенные бактерии, которые вызывают гниение свеклы как в период роста, так и при хранении. При центральной дуплисто­сти полость образуется в центре корня. В этих дуплах разви­ваются грибы РЬота Ье1ае, Ризапшп, РетсШшт и некоторые виды бактерий, которые вызывают порчу корнеплода.

Парша корнеплодов бывает трех видов: бактериальная, при которой пораженные участки корня покрываются шероховаты­ми бородавками; актиномикозная, или поясковая, возбудителя­ми которой являются актиномицеты и при которой парша воз-

169»

никает около шейки, охватывая корнеплод пояском; обыкновен-» ная, развивающаяся в любом участке корнеплода без образова­ния пояска, вызывается тоже актиномицетами. В кагатах кор­неплоды, пораженные паршой, легко загнивают.

Рак корнеплода, вызываемый бесспоровой палочкой А^го-Ъас{епшп 1ите!ас1епз, характеризуется образованием в обла­сти шейки корнеплода огромных наростов, которые отвалива­ются от корня. Болезнь поражает отдельные корнеплоды, кото­рые не допускается укладывать в кагаты.

Корнеед — очень распространенная болезнь сахарной свек­лы, которая проявляется в заболевании подземной части ростка, Корнеед возникает при неблагоприятных условиях влажности, температуры и т. п., в результате чего задерживается развитие ростка. Болезнь вызывают мицелиальные грибы родов РетсПН-шп, АНегпапа и др.

Болезни третьей группы, поражающие листовой аппарат свеклы, не оказывают влияние на развитие кагатной гнили, н@ ослабляют устойчивость свеклы при хранении.

Болезни свеклы, возникающие при хране­нии. Во время хранения корнеплод свеклы остается жизнеспо­собным и в нем происходят процессы обмена веществ. Однако после выкапывания корнеплодов из земли в них нарушается водный баланс; корнеплоды теряют влагу; в них усиливается процесс дыхания. При дыхании сахароза гидролизуется с обра­зованием инвертного сахара, который далее превращается в диоксид углерода и воду, выделяется большое количество тепла.

В результате этих процессов создаются особо благоприят­ные условия для развития кагатной гнили. Кагатная гниль — это разложение тканей корнеплода под воздействием комплекса различных микроорганизмов, сопровождающееся потерей са­хара.

Разрушение тканей корнеплода происходит вследствие того, что возбудители кагатной гнили обладают богатым набором гидролитических ферментов. Это целлюлаза, активно разруша­ющая стенки клеток корнеплода свеклы; пектиназа, расщепля­ющая межклеточные вещества; инвертаза, осуществляющая ин­версию (гидролиз) сахарозы и др. Развитию кагатной гнили способствуют продолжительные сроки хранения, засоренность свеклы почвой, подвяливание и подмораживание корнеплодов, повышенная температура хранения, высокая относительная влажность воздуха, механическое повреждение корнеплодов при их выкапывании и кагатировании.

Основными возбудителями кагатной гнили являются мице­лиальные грибы. Одни из них вызывают болезни свеклы, кото­рые возникают еще в период роста и продолжаются при хране­нии (фомоз, фузариоз); другие поселяются в местах механи­ческих повреждений поверхности корнеплода сразу же после выкапывания из почвы и вызывают такой вид порчи как бот-ритиоз.

Морфология грибов — возбу­дителей фомоза и фузариоза, а также признаки поражения ими свеклы отписаны выше.

Ботритиоз вызывается грибом ВохгуИз стегеа, который являет­ся наиболее злостным возбудите­лем кагатной гнили.

Этот гриб относится к клас­су дейтеромицетов, он имеет мно­гоклеточный мицелий, на кото­ром образуются древовидно вет­вящиеся конидиеносцы с распо­ложенными на них конидиями, которыми гриб размножается (лат. «ботритис» — кудрявая) (рис. 40). Он образует мицелий серого цвета, который быстро об­волакивает корень плотным слоем.

На поздней стадии развития мицелий гриба переходит с одного корнеплода на другой, образуя гнезда слипшихся кор­неплодов, покрытых паутинообразным грязно-серым мицелием. Загнившая ткань темного Цвета. Оптимальными для развития гриба являются кислая среда (рН 4,5—5), температура 25— 30 °С (рост гриба прекращается только при температуре ми­нус 4°С), относительная влажность воздуха не менее 94% (при 90% развитие прекращается), активная аэрация. В нейт­ральной среде рост гриба задерживается, в щелочной приоста­навливается и гриб погибает. Поэтому один из методов борьбы с ботритиозом основан на обработке свеклы гашеной известью.

После поражения свеклы в кагатах этими грибами развива­ются менее активные возбудители кагатной гнили.

Ризопусное гниение вызывают мукоровые грибы класса зи-гомицетов, к которым относятся роды Мисог и КЫгориз. Грибы рода КЫгориз отличаются от мукоровых тем, что у них от ми­целия отходят узлоподобные побеги (столоны), от которых от­ходит пучок спорангиеносцев со спорангиями, где формируются споры (см. рис. 12).

Мукоровые грибы развиваются только при высокой темпе­ратуре в пределах 25—35 °С и даже 43 °С. Процесс ризопусно-го поражения свеклы протекает без доступа кислорода, грибы вызывают спиртовое брожение с образованием спирта и диокси­да углерода.

На поверхности корней образуется пушистый мицелий серо­го цвета, быстро обволакивающий корнеплоды и заполняющий между ними пространства. На нем можно заметить невооружен­ным глазом множество мелких головок черного цвета—спо­рангии.

Довольно большой вред наносят свекле многочисленные представители класса аскомицетов (аспергилловые и пеницил-ловые грибы).

В состав кагатной гнили входит также бактериальная мик­рофлора, которая вызывает бактериозы свеклы.

Обычно бактерии поселяются на свекле после ее поражения грибами, которые подготавливают среду для размножения бак­терий, под действием которых свекла приходит в полную негод­ность. Бактерии завершают процесс кагатной гнили.

В кагатной гнили обнаруживают различные виды гетерофер-ментативных молочнокислых бактерий. Палочковидные формы {Ьас1оЪасШиз ЪгеУ15, Ь. ЬисЬпегп) сбраживают сахара свеклы с образованием молочной, уксусной, муравьиной кислот, этило­вого спирта и СОг, а гетероферментативные кокки рода лейко-носток (Ьеисопозтос тезеп1его1с1е5, Ь. ёеххгатсит) на богатых сахаром средах образуют слизистые капсулы, состоящие из полисахарида декстрана, образующегося при гидролизе саха­розы. Лейконосток при размножении образует дипло- и стреп­тококки, окруженные капсулой. Скопление капсул напоминает лягушачью икру. В практике эти бактерии называют «сахар­ным клеком». Оптимальная температура развития 30—35 °С. Благодаря наличию капсул клетки этих бактерий устойчивы к высоким температурам и антисептикам.

В кагатной гнили обнаружены также гнилостные и масляно-кислые бактерии. Бактерии из группы гнилостных разлагают белковые вещества свеклы с образованием аммиака, ацетона, уксусного альдегида, |3-оксимасляной кислоты, органических кислот, СОг, Нг. Чаще всего это спорообразующие аэробы — сенная палочка (ВасШиз зиМШз), которая разлагает также са­харозу с образованием полисахарида левана, способствующего слизеобразованию. Оптимальная температура их развития 35— 40 °С, но они могут хорошо развиваться при 50—60 °С, К гни­лостным бактериям относятся и представители кишечной груп­пы бактерий — кишечная палочка (ЕзспепсЫа соН) и протей {Рго1еиз уи1^аг1з).

Маслянокислые бактерии (С1оз1пс1шт тасегапз, С. ресНпо-у-огшп) гидролизуют пектиновые вещества, крахмал и сбражи­вают сахара с образованием масляной и уксусной кислот, аце­тона, различных спиртов и газов.

Существует три типа бактериозов свеклы: слизистый, сухой и почернение сосудисто-волокнистых пучков корнеплода. Наи­более распространенным и опасным является слизистый бакте­риоз. Бактерии, вызывающие слизистый бактериоз, относятся к кишечной группе (род Епуша), входят в состав микрофлоры растений и патогенны для них. Обладая активными пектолити-ческими ферментами, они проникают в глубь корнеплодов и ослизняют содержимое клеток. Корнеплоды становятся мягки­ми, при надавливании из их полостей выделяется прозрачная или мутная жидкость. Свекла приобретает неприятный запах.

При слизистом бактериозе часто встречаются дрожжи рода Засспаготусез, которые сбраживают сахара клеточного сока до спирта и СОг.

Поражение корнеплодов слизистым бактериозом наблюдает­ся в зимне-весенний период при колебаниях температуры в ка­гатах, в результате чего происходит чередование подморажива­ния и оттаивания свеклы и утрачивается ее устойчивость к ин­фекции.

Кроме сахарной свеклы внешним источником инфекции в свеклосахарном производстве является вода.

На технологические нужды используют воду из различных ©одоемов (прудов, рек) (см. гл. 4 «Микрофлора воды»). Ее применяют для транспортирования (гидравлический транспор­тер) и мойки свеклы, для охлаждения пара в конденсаторах, аакуум-насосах и др. Часто транспортерно-моечную воду ис­пользуют повторно, что ухудшает качество мойки свеклы.

В диффузионных аппаратах используется возвратная (баро­метрическая и жомопрессовая) вода. Барометрическая вода, по­лучаемая путем конденсации водяных паров, имеет температуру 40—45 °С, которая является благоприятной для развития в ней инфекции. Несмотря на обязательную предварительную обра­ботку барометрической воды, в ней содержится такое же коли­чество микроорганизмов, как и в речной (прудовой) воде. При ее многократном повторном использовании обсемененность воз­растает до сотен тысяч и десятков миллионов с преобладанием термофильных видов.

Количество микроорганизмов в жомопрессовой воде зависит от биологической чистоты диффузионного сока. Возврат жомо­прессовой воды в диффузионные аппараты повышает инфици-рованность сока, так как даже после тепловой обработки в ней «остаются жизнеспособные термофильные и слизеобразующие виды бактерий.

Технологический процесс получения сахара создает очень жесткие условия для развития и жизнедеятельности микроор­ганизмов. Это высокая температура, высокая концентрация ве­ществ, резкое изменение рН среды и т. д. В таких условиях выживают только такие микроорганизмы, которые способны перенести неблагоприятные условия, приспособиться к ним, да­же размножаться и использовать питательные вещества среды, тем самым нанося большой ущерб производству.

Микрофлора свеклоперерабатывающего отделения. Наибо­лее благоприятные условия для развития инфекции в свекло­сахарном производстве создаются на начальных этапах техно­логического процесса (мойке и резке свеклы, в диффузионных аппаратах).

Если в период роста и при хранении свеклы основная роль в ее повреждении, а следовательно, в потерях сахара принадле­жит мицелиальным грибам, то в процессе переработки свеклы потери сахара связаны с жизнедеятельностью бактерий.

Микрофлора свекловичной стружки и диф<«ф у з и о н н о г о сока. Степень инфицированности свеклович­ной стружки зависит от состояния свеклы, обсемененности во­ды, используемой для мойки, и качества отмывания свеклы от почвы и примесей.

В моечное отделение микроорганизмы попадают со свеклой,, прилипшей к ней почвой и транспортерно-моечной водой. Пр» многократном возврате в 1 мл воды содержится от сотен тысяч до нескольких миллионов термофильных и мезофильных бакте­рий, актиномицетов, мицелиальных грибов и дрожжей. Сред» бактерий много спорообразующих и слизеобразующих видов. Вследствие того, что содержание сахара в этой воде достигает до 0,2%, в ней начинаются процессы брожения.

Диффузионный сок является хорошей питательной средой для различных микроорганизмов, которые попадают в головную» часть диффузионных аппаратов со свекловичной стружкой в транспортерно-моечной водой, а в хвостовую часть — с жомо-прессовой и барометрической водой. Температура в процессе диффузии от 35 до 75—80 °С является благоприятной для раз­личных групп микроорганизмов. Некоторые особенно устой­чивые виды бактерий проходят через весь технологический про^ цесс и даже обнаруживаются в готовой продукции.

Общее количество микроорганизмов в 1 мл диффузионного» сока колеблется от 10 тыс. до 40 млн. В нормальных условиях работы при переработке здоровой свеклы в 1 мл диффузионно­го сока количество микроорганизмов не превышает 10—12 млн. клеток. Однако количественная характеристика инфицирован­ности диффузионного сока еще не дает представления о том^ какие микробиологические процессы могут возникнуть в нем.

Наибольшую опасность представляют слизеобразующие и термофильные бактерии. При развитии слизеобразующих бак­терий— лейконостока (Ь. тезегйеплёез, Ь. аехггатсит) и сен* ной палочки (В. зиЫШз) диффузионный сок ослизняется, при­обретает желеобразную консистенцию, с трудом; продвигается в аппаратах, плохо фильтруется.

Развитие слизеобразующих бактерий чаще всего наблюда*-ется при переработке подмороженной и оттаявшей свеклы, по­раженной бактериозом.

В соке с высокой температурой (50—70 °С) в непрерывно действующих аппаратах создаются условия для развития тер­мофильных спорообразующих бактерий, имеющих повышенную* оптимальную температуру развития (50—65 °С). Наибольшую опасность представляет факультативный анаэроб ВасПГиз з!:еа-го1ЬеггпорЬу1из, споры которого выдерживают температуру 120 °С в течение 75 мин. Он является очень сильным кислото* образователем, образуется до 95% молочной кислоты от коли­чества сброженного сахара. В результате активная кислотность диффузионного сока резко повышается. Эти бактерии являются, очень опасными вредителями сахарного производства, так как

потребляют большое количество сахара и особенно устойчивы ко всем специфическим условиям технологического процесса производства сахара.

В диффузионном соке часто обнаруживаются и мезофиль-ные спорообразующие бактерии — сенная палочка (В. зиЫШз), а также неспороносные бактерии кишечной группы (Е. соН, Рго1еиз уи1^апз). Они относятся к гнилостным, разрушают бел­ковые вещества свеклы и в то же время вызывают гидролиз са­харозы, образование инвертного сахара, накопление органиче­ских кислот и других продуктов.

Подкисление среды за счет образующихся кислот при сбра­живании Сахаров свеклы происходит также под воздействием маслянокислых и палочковидных молочнокислых бактерий. Зна­чительное количество сахара в процессе диффузии потребляют и осмофильные дрожжи рода ЗассЬаготусез при снижении температуры сока до 30—32 °С.

Микробиологические процессы, происходящие в диффузион­ном соке, накопление продуктов жизнедеятельности микроор­ганизмов служат причиной потерь сахарозы и ведут к пониже­нию качества диффузионного сока.

Микрофлора сокоочистительного отделения. Диффузионный сок после экстрагирования поступает далее на очистку (дефе­кацию) от посторонних примесей (органических и других ве­ществ) при помощи извести и диоксида углерода, а затем на сатурацию — обработку СОг для удаления извести.

В сокоочистительном отделении развитие микроорганизмов «ограничено из-за высоких температур и щелочной среды. Но, несмотря на это, спорообразующие и слизеобразующие микро­организмы обнаружены и в преддефекаторах, и на станции фильтрования. В преддефекаторах размножение бактерий, в ос­новном слизеобразующих, может наблюдаться при понижении рН сока до 9 (вместо рН 10), сок может превратиться в желе­образную массу, что снижает выход сахара.

После очистки сок нагревают и фильтруют через ткань в ротационных вакуум-фильтрах. Если фильтрование сока про­текает медленно из-за каких-либо технических причин (пере­грев стружки, недогазированный сок и др.), то на этом этапе развиваются слизеобразующие бактерии, которые ослизняют сок и забивают поры ткани, в результате чего фильтры выходят из строя.

После сатурации и нормального фильтрования количество микроорганизмов в сахарном сиропе значительно уменьшается.

Микрофлора продуктового отделения. Микрофлора продук­тового отделения отличается от микрофлоры сокоочистительно­го. В полупродуктах (сахарном сиропе, оттеках, клеровке, са­харе-сырце) количество микроорганизмов меньше, чем в пред-дефекованном соке. В полупродуктах остается некоторое коли­чество наиболее устойчивых спор термофильных бактерий, а также осмофильных дрожжей и мицелиальных грибов. Повы-

шению обремененности способствует задержка продуктов в ап-Щ
паратах и их вторичное инфицирование в результате размноже- Щ
ния микроорганизмов на стенках и крышках сборников, ваку-;
ум-аппаратов, соколовушек, а также попадание спор и вегета- ■
тивных клеток вместе с водой и загрязненным воздудом в кри- *
сталлизаторы, центрифуги, вибротранспортеры. / ^

Микрофлора готового продукта. В конечном продукте свек-;
лосахарного производства — товарном белом сахаре-песке так-;
же имеется довольно значительное количество /микроорганиз- \
мов. Микрофлора белого сахара большей частью является мик- •
рофлорой вторичного происхождения. Готовый сахар загрязня- ^;
ется микроорганизмами в процессе его очистки, сушки, упако- '^]
вывания и хранения, особенно при повышенном содержании
влаги в продукте. По стандартным нормам содержание влаги в;
сахаре-песке должно быть не более 0,15%, так как при этом,
развитие микроорганизмов невозможно. При повышенном со- \
держании влаги их количество резко возрастает. \

В сухом сахаре обнаружены мезофильные и термофильные;
спорообразующие бактерии, продуцирующие кислоты, а также,
лейконосток, осмофильные дрожжи и мицелиальные грибы. Во'■]
влажном сахаре преобладают мицелиальные грибы. \

Сахар следует хранить в чистом сухом помещении при тем- -пературе 15—20 °С и относительной влажности воздуха в пре- 3 делах 50—65%, при таких условиях содержание микроорганиз-* мов в нем уменьшается. Количество микроорганизмов в 1 г; сахара-песка при стандартном содержании влаги (0,15%) со-1 ставляет от 50 до 100 клеток.

Наличие микрофлоры в сахаре представляет собой огром- '■
ную опасность для пищевых производств, использующих сахар \
как сырье. В кондитерской промышленности газообразующие
бактерии и дрожжи приводят к вспучиванию и растрескиванию
конфет. Лейконосток вызывает ослизнение безалкогольных на­
питков. Особенно большой вред микроорганизмы сахара нано-!
сят при выработке консервов. При консервировании ягод и пло- \
дов наиболее опасны термофильные спорообразующие бакте- .\
рии, продуцирующие кислоты, сероводород и другие газы. Эти щ
микроорганизмы вызывают порчу консервов. 1

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: