Zmiany w surowcach roślinnych i zwierzęcych spowodowane działalnością szkodników magazynowych
Grupy szkodników magazynowych
W zakładach przemysłu spożywczego konieczne jest przechowywanie
przez krótszy lub dłuższy czas surowców przeznaczonych do produkcji . Miejscem służącym do przechowywania surowców jest magazyn . Jest to oddzielne pomieszczenie wyposażone w urządzenia zapewniające jak najdłuższą trwałość danych surowców . Magazyn spełnia bardzo ważną rolę w zapewnieniu ciągłości produkcji w zakładzie przemysłowym . Szczególnie ważne jest to przy
magazynowaniu surowców roślinnych , a to wiąże się z sezonowością produkcji rolnej . Z tego właśnie względu magazyn surowców powinien być odpowiednio duży , aby pomieścił wystarczający zapas surowców i materiałów pomocniczych na określony czas . Ponadto magazyn surowców spożywczych powinien stwarzać warunki w , których surowce nie tylko straciłyby swoich pierwotnych właściwości ale mogły osiągnąć pełną wartość technologiczną . Celem magazynowania surowców spożywczych jest zachowanie przez jak najdłuższy czas ich pierwotnej wartości lub nawet poprawienie ich jakości .Ten
ostatni aspekt dotyczy surowców , które przed użyciem do produkcji powinny przejść pewien niezbędny okres dojrzewania jak np. mąka .
Szkodniki magazynowe można podzielić na trzy grupy :
gryzonie
owady
roztocza
Łącznie straty spowodowane przez wyżej wymienione szkodniki są olbrzymie . Sięgają rocznie tysięcy ton zboża i jego przetworów . Walka ze szkodnikami nie jest łatwa z wielu względów . Utrudnia ją wielka żywotność i szybkość rozmnażania się szkodników oraz szybkie przystosowanie się do nowych warunków i uodpornienie na wiele
środków trujących lub hamujących rozwój . Poza tym zastosowanie wielu skutecznych środków jest niemożliwe ze względu na ich szkodliwe działanie na zdrowie człowieka . Szkodniki magazynowe nie tylko niszczą surowce , na których żerują , ale powodują pogorszenie ich jakości . Zanieczyszczają je odchodami , kokonami , martwymi osobnikami , co obniża wartość użytkową surowców . Ponadto zmieniają właściwości fizyczne przechowywanych surowców . Procesy życiowe jakie zachodzą w organizmach szkodników ( wydzielanie wody , energii cieplnej ) powodują wzrost wilgotności i temperatury
surowców , powstają więc lepsze warunki dla rozwoju drobnoustrojów , a zwłaszcza pleśni .
Szkody, jakie wyrządzają szkodniki magazynowe można podsumować następująco:
- ubytek masy na skutek zżerania
- obniżenie jakości surowców przez nagryzanie, uszkadzanie powierzchni i umożliwianie zakażenia wtórnego
- zanieczyszczanie odchodami, wylinkami, kokonami i martwymi osobnikami
- podnoszenie temperatury i wilgotności surowca, przez co jest możliwy rozwój mikroflory i działalność enzymów
- roznoszenie bakterii chorobotwórczych
- niszczenie opakowań i
urządzeń magazynowych.
Produkty porażone przez szkodniki są w wielu przypadkach szkodliwe dla człowieka, np. zanieczyszczone rozkruszkami. Szkodliwe są wydaliny szkodników i produkty rozkładu artykułów spożywczych. Produkty porażone mają zmieniony smak i zapach; często nie nadają się do spożycia.
Gryzonie - najbardziej znane i niebezpieczne są myszy i szczury . Straty jakie one powodują , ograniczają się nie tylko do zjadania ziarna . Zanieczyszczają ziarno odchodami i sierścią oraz przenoszą wszelkiego rodzaju choroby , w tym również zakaźne np. tyfus ,
gruźlicę, wściekliznę . Rozmnażają się bardzo szybko , tak że w ciągu jednego roku potomstwo jednej pary szczurów może osiągnąć 1000 osobników , drugą cechą jest olbrzymia żarłoczność. Przy niewłaściwy zabezpieczeniu magazynów mogą się do nich dostać ptaki , gołębie i wróble, wyjadają one surowce i zanieczyszczają odchodami . Walka z gryzoniami polega na podejmowaniu akcji zapobiegawczej oraz na stosowaniu metod mechanicznych , fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych :
• metody zapobiegawcze - to głównie zachowanie czystości i szczelności magazynu,
zapobieganie przenikaniu szkodników do magazynu przez dokładną kontrolę każdej nowej partii dostarczonego surowca do magazynu . Utrzymywanie możliwie niskiej wilgotności względnej powietrza w magazynie ( ok. 75% ) i niskiej wilgotności surowców , utrzymywanie w magazynie temp. poniżej 10C , częste wietrzenie magazynu , zachowanie czystości, czyszczenie ścian, opakowań, niszczenie odpadów i zmiotków .
• metody fizyczne - w przypadku stwierdzenia porażenia surowców przez szkodniki do ich niszczenia stosuje się metody fizyczne , stosownie wysokich i niskich temperatur.
Największe znaczenie ma ogrzewanie do temp. 48-52C przez 45-50 minut . Temperatura ta wystarcza do zabicia szkodników , nie niszczy ona ziarna i nasion . Metody tej nie można zastosować do innych artykułów spożywczych . Temperatury minusowe , niszczące szkodniki ( poniżej - 5C ) rzadko się stosuje . Najczęściej podłogi , ściany , opakowania odkaża się gorącą parą .
• metody mechaniczne - to zakładanie wszelkiego rodzaju pułapek i potrzasków
• metody chemiczne - to trucizny , pestycydy np. bromek metylu , dwutlenek węgla , dwutlenek siarki , chloropikryna
dwuchloroetan , mrówczan metylu, lindan , formalina , amoniak , związki arsenu , talu , fosforu , zmieszanie z pokarmem , który gryzonie chętnie spożywają . Środki chemiczne nie stosuje się w postaci gazów , pyłków , pary . Środki te zmienia się w miarę produkowania nowych oraz ze względu na to , że szkodniki po pewnym czasie uodparniają się na nie . W handlu preparaty chemiczne znajdują się w postaci złożonej z kilku składników o różnych nazwach . Do odkażania żywności stosuje się najczęściej preparaty gazowe , do odkażania pomieszczeń preparaty płynne . Przy stosowaniu
pestycydów do żywności obowiązują odpowiednie przepisy , których należy bezwzględnie przestrzegać . Preparaty nie mogą być toksyczne dla ludzi wywoływać ujemnego wpływu na produkt , pomieszczenie . Każdy ze środków ma okres potrzebny do całkowitego rozkładu . Produkt może być przekazany do spożycia dopiero po upływie tego czasu .
• metoda bakteriologiczna - polega na zakażaniu przynęty bakteriami chorób zakaźnych dla tych szkodników , rzadko stosowana .
Owady - do najważniejszych z tego typu owadów należy :
• Wołek zbożowy - to chrząszcz wielkości
2,5 - 4 mm , o barwie ciemnobrązowej . Rozmnaża się za pomocą jaj , składanych w ziarnie przez samicę , po jednym w wywierconym w ziarnie otworku , który po złożeniu jaja jest zalepiany . Wykluta po kilku dniach larwa całe swoje życie spędza w ziarnie, żywiąc się jego zawartością. Larwa ta, przekształca się w poczwarkę , a następnie w owada doskonałego i dopiero on wychodzi z wyjedzonego ziarna . Tempo rozwoju poszczególnych form wołka zbożowego zależy od warunków otoczenia, głównie wilgotności i temperaturze. Przy sprzyjających warunkach wołek zbożowy żyje ok. 9 miesięcy,
a samica składa w tym czasie ok. 200 jaj.
• Trojszyk ulec - zbliżony wyglądem do w/w owada żerujący głównie na ziarnie uszkodzonym przez inne szkodniki . Niszczy on również inne produkty spożywcze np. suszone owoce .
• Karaczan prusak - to owad skrzydlaty , zwany popularnie karaluchem lub francuzem , owad ten żeruje na owocach , warzywach . cukrze , miodzie , czekoladzie , ziarnie zbóż i przetworach . Lubi on pomieszczenia ciepłe i wilgotne, a produkty uszkadza przez nagryzanie.
• Spichlerz surynamski - to mały chrząszcz , nie lata , samica
składa od 100-300 jaj. Larwy żerują na ziarnie zbóż , nasionach , produktach suchych , niszczą opakowania , worki , torby itp.
• Kobielatka kawowa - to również chrząszcz , jego larwy żerują na ziarnie kawowym , kakaowym , orzechach , suszonych owocach , ryżu , kukurydzy . Rozwija się w ciepłych pomieszczeniach .
• Mól kakaowy - zwany także mklikiem próchniczkiem , larwa żeruje na ziarnie kakaowym i kawowym , wyrobach czekoladowych , migdałach , orzechach ziarnach zbóż
• Rozkruszek mączny - szkody spowodowane przez rozkruszki są bardzo duże . Rozwija
się on bowiem i żeruje nie tylko na ziarnie i produktach zbożowych , ale również na wielu innych produktach spożywczych . Rozwijając się na ziarnie wyjada głównie zarodek , co obniża zdolność kiełkowania nasion . Przy masowym występowaniu rozkruszków podwyższa się jego wilgotność , co sprzyja rozwojowi drobnoustrojów . Szkodliwość rozkruszków jest tym większa , że są one groźne dla organizmu ludzkiego . Spożyte z pokarmem mogą wywołać poważne dolegliwości , głównie na skutek podrażnienia i uszkodzenia przewodu pokarmowego przez swoje ostre i twarde podnóża .
Drobnoustroje - głównie pleśnie , mogą one rozwijać się przy wilgotności ziarna powyżej 16%, powodując jego zapleśnienie , a co za tym idzie zmianę zapachu na stęchły oraz inne zjawiska np. samozagrzewanie się ziarna .
Występujące na ziarnie grzyby pleśniowe to głównie tzw. kropidlak zielony , pędzlak zielony , pleśń szara . Są one tym groźniejsze dla przechowywanych zbóż , że stęchły zapach wywołany przez te grzyby jest trudny do usunięcia . Pleśnie te mogą również wytwarzać mykotoksyny czyli substancje trujące dla ludzi i zwierząt . Walka z pleśniami jest bardzo
trudna , gdyż są one bardzo rozpowszechnione , zawsze występują na ziarnie i szybko się rozwijają . Podstawowym sposobem walki z nimi jest utrzymanie niskiej wilgotności ziarna , częste jego przewietrzanie i w razie potrzeby dosuszanie tak , aby wilgotność nie przekraczał 15% .
Metody hamowania procesów życiowych ziarna oraz szkodników , polegają również jego przechowywaniu w warunkach beztlenowych , albo na dodaniu substancji hamujących rozwój szkodników .
• W pierwszym przypadku czynnikiem hamującym większość procesów jest brak tlenu . Uzyskanie tego
typu warunków odbywa się po przez naturalne wyczerpanie się tlenu , albo po przez usunięcie tego tlenu na skutek wprowadzenia jakiegoś obojętnego gazu np. azotu .
• W drugim przypadku stosuje się środki chemiczne hamujące działanie enzymów tzw. konserwanty . Pozwalają one nawet na przechowywanie wilgotnego ziarna . Do najczęściej stosowanych konserwantów należą : kwas propionowy , pirosiarczyn sodu oraz tiomocznik .
Zmiany zachodzące podczas magazynowania surowców roślinnych.
W magazynowanych surowcach zachodzi wiele procesów, które powodują
zmiany składu chemicznego oraz właściwości fizycznych. Magazynowane surowce są żywymi organizmami, zachodzą w nich pewne procesy życiowe, tj. oddychanie, utrata wody, czyli transpiracja,
i dojrzewanie oraz zmiany niekorzystne wywołane przez drobnoustroje, np. gnicie, pleśnienie, lub enzymy własne, np. kiełkowanie, samozagrzewanie się.
Oddychanie
Podczas oddychania surowców roślinnych ulegają utlenianiu węglowodany, czemu towarzyszy wydzielanie CO2, H2O i energii cieplnej. Intensywność oddychania mierzy się ilością CO2 wydzielanego z 1kg masy w
ciągu godziny. W czasie oddychania następują ubytki węglowodanów i ogólnej masy surowców, im proces jest intensywniejszy, tym ubytki są większe. Procesy oddychania przebiegają najwolniej w temperaturze 00 C, intensywność ich wzrasta w miarę wzrostu temperatury.
Oddychanie jest najbardziej intensywne w warzywach liściowych, owocach jagodowych i pestkowych, dlatego też nie można ich długo magazynować. W czasie magazynowania surowce powinny być ułożone dosyć luźno i należycie wietrzone, aby odprowadzić wydzielające się ciepło i CO2. W przeciwnym razie może nastąpić
samozagrzewanie się i zaparzenie. Zaparzone owoce i warzywa tracą barwę, brązowieją, nabierają nieprzyjemnego smaku i zapachu. Rozpoczyna się w nich proces rozkładu.
Transpiracja
Proces utraty wody przez żywe organizmy roślinne nazywamy transpiracją. Woda jest wydzielana przez szparki i bezpośrednio przez nabłonek. Podczas magazynowania następuje jedynie wydzielanie wody na zewnątrz bez jej pobierania. Intensywność transpiracji zależy od temperatury i wilgotności w pomieszczeniu. W przypadku ziarna zbóż, nasion roślin strączkowych i oleistych proces ten
nie jest szkodliwy, natomiast w przypadku owoców i warzyw intensywna transpiracja jest szkodliwa. Tracą one jędrność, podwyższając wilgotność względną powietrza i obniżając temperaturę w czasie magazynowania owoców i warzyw.
Dojrzewanie
Zjawisko dojrzewania niektórych magazynowych surowców jest korzystne, polepsza cechy organoleptyczne i trwałość. W czasie magazynowania dojrzewają niektóre owoce, np. jabłka, gruszki, cytryny, pomarańcze, banany oraz ziemniaki i zboża. Dojrzewanie owoców polega na rozkładaniu skrobi do cukrów prostych, przemiana kwasów
organicznych i powstawaniu substancji zapachowych. Do przyśpieszenia procesu dojrzewania owoców w czasie magazynowania stosuje się etylen. Przyspiesza on proces dojrzewania owoców niedojrzałych, nie wpływając ujemnie na owoce już dojrzałe.
Kiełkowanie
Do niekorzystnych zjawisk występujących podczas magazynowania ziemniaków, ziarna zbóż i nasion strączkowych należy kiełkowanie. Ziemniaki zaczynają kiełkować na skutek wzrostu temperatury otoczenia, głównie w okresie wiosennym. Następują duże ubytki skrobi, białek, wzmaga się działalność enzymów. Przy
kiełkach długości 3 – 4 cm straty masy w ziemniakach wynoszą 10%.
Porastanie
Porastanie ziarna, nasion strączkowych i oleistych następuje głównie przy zawilgoceniu ziarna. W ziarnie zachodzą znaczne zmiany składników organicznych, wzrasta aktywność enzymów. Zwykle towarzyszy tym procesom intensywny rozwój mikroflory. Ziarno silnie porośnięte nie nadaje się do przetwórstwa. Mąka z takiego ziarna doje pieczywo lepkie, łatwo przypalające się.
Samozagrzewanie
Samozagrzewanie się występuje przy niewłaściwych warunkach magazynowania
ziarna zbóż. Brak wietrzenia może doprowadzić do podwyższenia się temperatury masy ziarna, jest ono bowiem złym przewodnikiem ciepła. Źródłem ciepła powstającego w masie ziarna jest oddychanie ziarna, nasion chwastów oraz drobnoustrojów i szkodników. Początkowo rozwija się mikroflora mezofilna, później termofilna; wzrasta aktywność enzymów, które powodują rozkład skrobi, białek, węglowodanów. Ziarno na skutek samo zagrzewania się ma stęchły zapach, ciemną barwę, nie nadaje się do przetwórstwa.
Zmiany mikrobiologiczne
Przy niedostatecznej ilości tlenu w
owocach i warzywach mogą zachodzić procesy beztlenowego oddychania (fermentacji). Produkty fermentacji w postaci alkoholi i aldehydów są szkodliwe i mogą powodować samo zatruwanie i obumieranie komórek. Tak samo szkodliwie działa zbyt duża ilość CO2. Rośliny tracą żywotność i zdolność kiełkowania. W surowcach o wyższej zawartości wody procesy oddychania przebiegają bardziej intensywnie. Nowoczesne metody przechowywania owoców i warzyw polegają na stosowaniu tzw. atmosfery kontrolowanej, w której znajduje się w odpowiednim stosunku zawartość CO2 i tlenu. Zmiany nie korzystne
w surowcach są wywołane także przez mikroflorę. Drobnoustroje mogą rozwijać się w masie surowca lub na jego powierzchni.
Na powierzchni rozwijają się najczęściej pleśnie, powodują one zmiany w postaci nalotów o różnym zabarwieniu, zależnie od rodzaju pleśni. Zmieniony jest smak zapach surowców. Powierzchnia jest uszkodzona, co umożliwia rozwój innych drobnoustrojów. Warunkiem sprzyjającym rozwojowi jest zawilgocenie lub uszkodzenie powierzchni. Pleśnieniu mogą ulegać wszystkie surowce magazynowe w niewłaściwych warunkach.
Drobnoustroje rozwijające się w
surowcach, np. w owocach o dużej zawartości wody, mogą wywoływać procesy fermentacji mlekowej lub alkoholowej. Warzywa, ziemniaki, owoce o uszkodzonej powierzchni są łatwo atakowane przez mikroflorę gnilną. Surowce uszkodzone przez larwy szkodników nie nadają się do magazynowania. Owoc uszkodzony i zanieczyszczony odchodami gnije, a larwy mogą pożerać inne owoce. Wiele chorób, które porażają surowce w okresie wegetacji, rozwija się dalej w czasie magazynowania. Są to najczęściej różne rodzaje zgnilizny, występującej na powierzchni lub sięgającej w głąb surowca. Do chorób
występujących w czasie magazynowania owoców należy gorzka plamistość podskórna. Występuje ona w postaci plam na powierzchni sięgających w głąb miękiszu, owoce maję smak gorzki. Inna choroba to rozpad mączysty i zbrunatnienie przygniezdne. W przypadku złego wietrzenia lub przy magazynowania owoców niedojrzałych występuje oparzelina powierzchniowa w postaci brunatnych plam na skórce. Powodują to gazowe substancje wydzielane przez dojrzewające owoce.
Zmiany zachodzące w surowcach zwierzęcych podczas magazynowania
Bezpośrednio po uboju zwierząt
rzeźnych zachodzi w mięsie wiele skomplikowanych przemian biochemicznych . Niektóre przemiany wpływają dodatnio na cechy mięsa , niektóre są obojętne , wiele natomiast wpływa ujemnie . Zmiany te podzielić można na :
• Zmiany endogenne - przebiegają pod wpływem enzymów zawartych w tkankach mięsnych , zachodzące zmiany te można podzielić na kilka faz wzajemnie się zazębiających . Pierwsza faza to stężenie poubojowe występujące bezpośrednio po uboju na skutek przemian biochemicznych , pod wpływem enzymów tkanek mięsnych . W pierwszej fazie zmiany dotyczą rozkładu
glikogenu i związków fosforoorganicznych . Druga faza to dojrzewanie , w czasie którego występują zmiany w strukturze tkanek i składników białkowych . Obie te fazy są korzystne dla mięsa , ponieważ bezpośrednio po uboju mięso nie stanowi pełnowartościowego produktu . Ma wiele cech obniżających jego wartość , a mianowicie : jest twarde , gumowate , mało soczyste , trudne do ugotowania , ciężko strawne dla organizmu . Daleko posunięty rozkład mięsa nazywa się autolizą i jest niekorzystny .
• Zmiany egzogenne - powodowane przez mikroflorę , są niekorzystne i
występują w postaci gnicia mięsa , fermentacji kwasowej , pleśnienia . Mięso z daleko posuniętymi zmianami mikrobiologicznymi nie nadaje się do spożycia .
