Ячмень (Hordeum vulgare) считается одной из наиболее экономически и экологически важных культур в пищевой и ферментационной промышленности.
После сбора урожая зерно может быть заражено множеством различных вредителей, таких как бактерии, грибы, грызуны и насекомые, что, в свою очередь, влияет на прорастание семян.
Исследования показали, что основные роды грибов, связанные с зерном ячменя, включают Fusarium, Aspergillus, Microdochium, Alternaria и Epicoccum.
Наиболее распространенными родами, присутствующими во время хранения, были Epicoccum, Alternaria, Bipolar, Cladosporium, Fusarium и Aspergillus.
Виды Alternaria являются наиболее распространенным штаммом в зернах ячменя во время хранения. Этот род считается патогенным, который производит некоторые микотоксины, такие как альтернариол, альтернариол монометиловый эфир, тентоксин, альтенуен и тенуазоновая кислота.
Fusarium — известный гриб, который поражает зерна пшеницы и ячменя, вызывая фузариоз колоса, и производит микотоксин дезоксиниваленол во время заражения, что приводит к загрязнению зерна и фактору вирулентности, способствующему фузариозу колоса.
Поэтому контроль роста таких грибов в хранящемся зерне имеет решающее значение для получения здорового и качественного зерна.
Фумигация - процесс, используемый для борьбы с вредителями нахранении, с доступной стоимостью и высокой эффективностью.
Фумигация различными химикатами, такими как озоновый газ, фосфин, пропионовая кислота и эфирные масла, для подавления роста грибов в хранящихся зернах широко исследована с выявлением определенных проблем. Фосфин, например, полезен для обработки при краткосрочном хранении, поскольку не оказывает полного воздействия на рост грибов. Обработка озоном не смогла адекватно снизить рост грибов в силосе, а некоторые штаммы, такие как Penicillium sp., остались устойчивыми к обработке.
Этилформиат (ЭФ, EF) считается безопасным и экологически чистым, оценивается как безопасный ароматизатор и представляет собой вероятный биоресурс экологически чистых противогрибных средств. Он использовался в качестве фумиганта для консервированных продуктов и в настоящее время зарегистрирован как фумигант для сухофруктов. Более того, ЭФ оставляет остатки при расщеплении на этанол и муравьиную кислоту.
Муравьиная кислота, продукт разложения ЭФ, обладает более высокой противогрибной способностью, чем этанол, и подавляет рост гриба A. parasiticus, выделенного из ячменя.
Этилформиат и его побочные продукты демонстрируют низкую токсичность и высокую разлагаемость, что делает их очень привлекательными для использования в натуральных товарах. Таким образом, этилформиат обеспечивает безопасное для человека и окружающей среды решение для замены существующих токсичных фунгицидов.
Исследование, выполненное международной командой ученых из Китая (Хэнаньский технологический университет), Кореи (Агентство по карантину животных и растений (APQA), Национальный университет Кёнсан) и Австралии (Университет Мердока, Университет Кертина), было направлено на изучение потенциала применения ЭФ в качестве зеленого фунгицида для мировой зерновой промышленности с целью снижения общих затрат за счет одновременного устранения вредителей и грибов.
В этом исследовании пятнадцать видов грибов, в основном Alternaria infectoria, были выделены и идентифицированы из семи образцов австралийского ячменя. Результаты эффективности показали, что ЭФ значительно подавлял рост грибов при коммерческой концентрации 2,4 ммоль/л, за исключением Penicillium sp. 2, Fusarium chlamydosporum и Rhizopus arrhizus.
Для борьбы с этими устойчивыми к ЭФ видами грибов концентрация ЭФ была увеличена до 5 ммоль/л, что позволило достичь 100%-ного уровня ингибирования.
Продукт распада, муравьиная кислота, эффективно подавлял все грибы, устойчивые к ЭФ, требуя всего 0,08 ммоль/л в исследовании in vitro. Не было выявлено существенных различий в силе роста и скорости прорастания ячменя, обработанного ЭФ в концентрациях 2,5, 3,7 и 5 ммоль/л.
Кроме того, обработка привела к значительному увеличению длины корня ячменя со среднего значения 9,1 см в контрольной группе до 13,2, 13,6 и 12,3 см при 2,5, 3,7 и 5 ммоль/л.
Результаты показывают, что этилформиат может быть подходящим альтернативным фумигантом для защиты зерна от заражения грибками, особенно в контексте усовершенствования методов ведения сельского хозяйства и улучшения качества прорастания семян.
Соединение распада, муравьиная кислота, привносит значительный вклад в общую противогрибную функцию фумигации этилформиатом, особенно в условиях высокой влажности.
По статье группы авторов (Эман Баркат, Синь Ду, Джун-Ран Ким, Чжэнъянь Ван, Бёнг-Хо Ли, Абрар Уарабоа, Эсра Уарабоа, Бонг-Су Ким), опубликованной в журнале Agriculture 2025 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
