К.т.н., доцент Катусов Д.Н., аспирант Шатов А.А.

ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова»

Перспективы применения электрофизических методов при обработке зерна

Согласно Доктрине продовольственной безопасности, утвержденной правительством РФ, первое место среди основных продуктов питания отводится зерну, минимальный безопасный уровень собственного производства которого должен составлять не менее 95 % от потребностей.

Следуя этой Доктрине, Минсельхозом РФ была разработана Госпрограмма на 2013-2020 годы, в соответствии с которой в к 2020 году в России планируется повысить производство зерна до 115 млн. т – то есть практически на четверть (24,4%) превзойти показатель 2013 года, который составил 92,4 миллионов тонн, превысив показатели 2012 года на 30% [1]. В 2014 году Министерство сельского хозяйства РФ спрогнозировало данный показатель на уровне 97 млн. тонн, однако, по данным пресс-службы вышеуказанного ведомства на 21 октября уже намолочено 106,2 млн. тонн зерна, при урожайности около 25 ц/га (в 2013 г. – 22,1 ц/га).

Однако, несмотря на значительные трудозатраты сельскохозяйственных производителей зерна по выполнению вышеназванной Доктрины, не все выращенное ими зерно доходит до потребителя. По оценкам отечественных ученых, биологические потери зерна в России составляют до 20..-.25 % биологического урожая [2]. Кроме того, необходимо учитывать, что такая отрасль экономики, как сельское хозяйство, сильно подвержена влиянию климатических условий, и за высокоурожайным годом могут последовать низкоурожайные. В соответствии с этим, проблема сохранности зерна приобретает первостепенное значение.

Природа потерь зерновых продуктов в массе при хранении хорошо изучена и лишь некоторые виды потерь являются неизбежными, например, естественные биологические потери за счет дыхания, однако такие виды потерь при правильно организованном хранении зерна составляют всего 0,04-0,12%, другие же потери происходят в результате неправильной обработки и хранения и не могут быть оправданы. Основную биологическую опасность для зерна представляют патогенные микроорганизмы - бактерии, плесневые грибы, в результате жизнедеятельности которых происходит насыщение зерна токсинами, делающими такое зерно непригодным для производства продуктов питания и кормов и негативно влияющими на безопасность труда и здоровье рабочих, связанных с переработкой и хранением зерна. Поэтому, при хранении и переработке зерна в первую очередь необходимо предусмотреть мероприятия, препятствующие росту и размножению микроорганизмов и накоплению токсинов.

В сфере науки о хранении и переработке зерна известно много разнообразных способов обеззараживания зерна. Обеззараживание зерна производится с использованием физико-механических и химических методов. Химические методы обеззараживания, такие, как дератизация и дезинсекция, являются крайне опасными и проводятся только специализированными организациями, которые имеют лицензию на соответствующие виды работ.

Из физико-механических методов наиболее распространёнными в настоящее время являются тепловая сверхвысокочастотная (СВЧ, микроволновая) и инфракрасная обработка, однако при тепловой обработке нарушается целостность зерна и данные методы приемлемы лишь непосредственно перед переработкой зерна на корм или муку. Кроме прочего, данные методы являются крайне энергоёмкими. К тепловым также относится способ охлаждения или вымораживания зерна, с целью продления сроков хранения. Однако осуществление данного способа в естественных условиях редко представляется возможным ввиду нестабильных климатических условий, а искусственное охлаждение больших объемов зерновых масс при хранении крайне энергозатратно и сложно осуществимо. Обработка зерна ультрафиолетовыми лучами производится как перед закладкой на хранение, так и при предпосевной обработке, в результате активируются стимулирующие вещества в составе зерна, которые увеличивают резистентность зерна и пагубно воздействуют на различных вредителей, но этот метод недостаточно эффективен при послеуборочной обработке, так как большинство патогенных микроорганизмов малочувствительны к УФ-лучам. Сущность метода обработки гамма излучением заключается в том, что зерно обрабатывают ионизирующим излучением, которое не вызывает остаточной наведенной радиоактивности, но при этом уничтожает вредоносные микроорганизмы. Однако радиоактивное облучение живых семян может вызывать сложные и мало изученные процессы, опасные для потребителей.

К методам электрофизической обработки относится озонирование и обработка электростатическим полем высокого напряжения. Озонирование является хорошим способом содержать хранилища в очищенном состоянии и позволяет избавиться от микрофлоры, содержащейся в воздухе и значительно сократить содержание пыли. При обработке в электростатическом поле высокого напряжения разрушаются клеточные структуры патогенных микроорганизмов, что приводит к их гибели [3-6].

Электростатическое поле высокого напряжения подавляет рост общего количества мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов и губительно действует на санитарно-показательные микроорганизмы, рода Enterococcus. [4, 6]. После обработки сырья в поле напряженностью Е=3.6*10⁵-3.9*10⁵ В/м при температуре t=15-17°С в течение часа уничтожаются все патогенные микроорганизмы [3].

Обработка в электростатическом поле также обладает хорошими стимулирующими свойствами для зерна и является наиболее экономичной с точки зрения затрат энергетических ресурсов. Учитывая всё вышеперечисленное, можно сделать вывод, что наиболее перспективными для обеззараживания зерна при хранении являются электрофизические методы обработки.

Литература:

1. Россия в цифрах. 2014: Крат. стат. сб./Росстат- M., Р76 2014 - 558 с.

2. Малин Н.И. Технология хранения зерна. – М.: КолосС, 2005. – 280 с.: ил.

3. Катусов, Д.Н. Перспективы применения электростатического поля при производстве продуктов питания / Д.Н. Катусов, А.А. Шатов // Materialy X mezinarodni vedecko - prakticka konference «Veda a technologie: krok do budoucnosti – 2014». - Dil 28.Zemedelstvi.: Praha. Publishing House «Education and Science» Stran. 43-45.

4. Катусов, Д.Н. Перспективы использования электростатического поля при производстве продуктов питания / Д.Н. Катусов, Э.А. Алимова // Современные проблемы техники и технологии пищевых производств: материалы XV международной научно-практической конференции / сост.: В.П. Тарасов, А.А. Глебов, Д.С. Коркин; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2014. – С. 64-67.

5. Шатов, А.А. Обработка продуктов в электростатическом поле / А.А. Шатов, Д.М. Романов, Д.Н. Катусов // Наука, образование, общество: проблемы и перспективы развития: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 28 февраля 2014 г.: в 12 частях. Часть 1; М-во обр. и науки РФ. Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2014. С.154-155.

6. Шатов, А.А. Обработка зерновых культур в электростатическом поле с целью увеличения сроков хранения / А.А. Шатов, Д.Н. Катусов // Безопасность и качество товаров: Материалы VIII Международной научно-практической конференции. / Под ред. С.А. Богатырева – Саратов, ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2014. – С. 108-111.