Биоповреждения непродовольственных товаров

Å. Ë. Ïåõòàøåâà

ÁÈÎÏÎÂÐÅÆÄÅÍÈß
ÍÅÏÐÎÄÎÂÎËÜÑÒÂÅÍÍÛÕ
ÒÎÂÀÐÎÂ

Учебник

Под редакцией профессора А. Н. Неверова

4е издание, стереотипное

Рекомендовано
Учебнометодическим объединением вузов России
по образованию в области товароведения и экспертизы
товаров в качестве учебника для студентов
высших учебных заведений, обучающихся по направлению
подготовки «Товароведение» (квалификация — бакалавр)

Москва
Издательскоторговая корпорация «Дашков и К°»
2022

Серия «Учебные издания для бакалавров»

УДК 658.786.1
ББК 65.422.5
          П23

© Пехташева Е. Л., 2011
© ООО «ИТК «Дашков и К°», 2011

Автор:
Е. Л. Пехташева — доктор технических наук, профессор кафедры товароведения и товарной экспертизы Российского экономического университета им. Г. В. Плеханова.
Рецензенты:
А. И. Сапожникова — доктор технических наук, профессор;
О. А. Легонькова — доктор технических наук.

Пехташева Е. Л.
Биоповреждения непродовольственных товаров: Учебник
для бакалавров / Е. Л. Пехташева; под ред. проф. А. Н. Неверова. — 4е изд., стер. — М.: Издательскоторговая корпорация
«Дашков и К°», 2022. — 330 с.

ISBN 9785394037603

В учебнике в систематизированной форме дан материал о биодеструкции натуральных и синтетических материалов и изделий
(текстильных волокон, кожи и меха, древесины и бумаги, пластмасс
и т. д.). Показаны основные способы и методы защиты сырья, материалов и изделий от биоповреждающего воздействия как микроорганизмов, так и насекомых и грызунов.
Для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению подготовки «Товароведение». Также учебник будет полезен студентам
магистратуры.

П23

Подписано в печать 10.09.2021. Формат 60×84 1/16.
Печать офсетная. Бумага газетная. Печ. л. 20,75.
Тираж 100 экз.

Издательскоторговая корпорация «Дашков и К°»
129347, Москва, Ярославское шоссе, д. 142, к. 732
Тел.:  8 (495) 6681230, 8 (499) 1820158
Email: sales@dashkov.ru — отдел продаж;
office@dashkov.ru — офис; http://www.dashkov.ru

ISBN 9785394037603

Ñîäåðæàíèå

Введение .................................................................................................................................................. 5

Глава 1. Бактерии и микроскопические грибы — источники
биоповреждений ....................................................................................................................... 8
1.1. Морфология, внутренняя организация и химический состав
микроорганизмов....................................................................................................................... 8
1.1.1. Бактерии. Общая характеристика ............................................................. 10
1.1.2. Микроскопические грибы. Общая характеристика .................... 21
1.1.3. Дрожжи. Общая характеристика................................................................ 31
1.1.4. Агрессивные метаболиты микроорганизмов..................................... 33
1.2. Факторы, влияющие на процессы биоповреждений ............................. 40
1.2.1. Химические факторы ............................................................................................ 41
1.2.2. Физические факторы ............................................................................................ 53
1.2.3. Биологические факторы ..................................................................................... 61

Глава 2. Насекомые и грызуны — вредители материалов
и изделий. Способы борьбы с ними....................................................................... 64
2.1. Моль — вредитель шерсти и меха......................................................................... 64
2.2. Жуки-кожееды — вредители меха и кожи ................................................... 75
2.3. Жуки-точильщики — вредители древесины............................................... 78
2.4. Тараканы — древнейшие спутники человека............................................. 89
2.5. Термиты — вредители тропических регионов ........................................... 98
2.6. Мыши и крысы — виновники биоповреждений ......................................113

Глава 3. Систематизация биоповреждений, методы оценки
и способы защиты ..............................................................................................................133
3.1. Систематизация и диагностика биоповреждений сырья,
материалов и изделий......................................................................................................133
3.2. Методы оценки биостойкости материалов ...................................................146
3.3. Способы защиты материалов от биоповреждений ................................156

Глава 4. Биоповреждения и защита текстильных материалов
и волокон ....................................................................................................................................169
4.1. Общая характеристика биоповреждений текстильных
материалов.................................................................................................................................169
4.2. Биоповреждения хлопковых волокон...............................................................174
4.3. Биоповреждения лубяных волокон ....................................................................186
4.4. Биоповреждения искусственных волокон ....................................................191
4.5. Биоповреждения шерстяных волокон .............................................................192
4.6. Биоповреждения синтетических волокон .....................................................208
4.7. Способы защиты текстильных материалов от повреждения
микроорганизмами..............................................................................................................218

Глава 5. Биоповреждения материалов и изделий. Способы
защиты .........................................................................................................................................224
5.1. Биоповреждения и защита натуральной кожи и меха ......................224
5.2. Биоповреждения и защита древесины ............................................................252
5.3. Биоповреждения и защита бумаги......................................................................263
5.4. Биоповреждения и защита косметических товаров ............................273
5.5. Биоповреждения и защита синтетических полимерных
материалов.................................................................................................................................283
5.5.1. Биоповреждения и защита пластмасс ..................................................283
5.5.2. Биоразрушаемые полимерные материалы ......................................297
5.6. Биоповреждения и защита лакокрасочных материалов .................300
5.7. Биоповреждения и защита искусственных
и синтетических кож.........................................................................................................309
5.8. Микробиологическая коррозия металлов и защита от нее ............311
5.9. Микробиологическая коррозия оптических стекол
и защита от нее ......................................................................................................................317
5.10. Биоповреждения и защита кино- и фотографических
материалов.................................................................................................................................321

Заключение ......................................................................................................................................326

Список литературы...................................................................................................................327

Ââåäåíèå

Проблема биоповреждений охватывает широкий круг научных и практических задач, связанных с защитой сырья, материалов и товаров от повреждения бактериями, грибами, насекомыми, грызунами как в условиях длительного хранения, так
и при производстве, транспортировании и эксплуатации.
Биоповреждению подвергаются стекло, пластмассы, резины, радиоаппаратура, текстиль, кожа, древесина, бумага, ценные памятники культуры, транспорт, сооружения, что может
существенно изменить их свойства, снизить качество, а в ряде
случаев привести к полному разрушению.
В результате воздействия микроорганизмов, насекомых и
грызунов снижается экономическая ценность товаров, нарушаются процессы эксплуатации изделий. Такое воздействие принято обозначать термином “биоповреждение”.
Термин “биоразрушение” применяется тогда, когда исследуется полезная деятельность организмов, направленная на
разрушение и утилизацию отживших материалов и изделий.
Исследования в этом направлении имеют большое значение для
экологии, борьбы с загрязнением окружающей среды.
Проблема биоповреждений является комплексной в научном понимании и многоотраслевой — в практическом. В научном отношении она базируется на знаниях материаловедения,
биологии и химии.
Защита текстильных материалов, кожи и обуви, древесины и бумаги, пластмасс и металлов, оптики и бетона, нефти и
топлива от биоповреждений становится такой же важной задачей, как и забота об их экономии и рациональном использовании.

Биоповреждения материалов микроорганизмами известны
очень давно. Издавна применялись различные средства защиты от биоповреждений. Например, при сооружении висячих садов Семирамиды предусматривались меры для предотвращения повреждений древесины — использовали жидкую смолу,
листы свинца, асфальт. Однако роль микроорганизмов в повреждении разнообразных промышленных материалов в основном
начали изучать со времен окончания Второй мировой войны.
Более ранний период представлен только отдельными работами, не раскрывающими специфики микробного повреждения.
В годы Второй мировой войны в тропических регионах погибло большое количество военного снаряжения различных воюющих стран. Например, в Новой Гвинее микроорганизмами было
приведено в полную негодность все имущество австралийской
армии — брезенты, обувь, резиновые изделия, электрооборудование, оптика, радиостанции и проч.
В умеренном климате микроорганизмы вызывают повреждения промышленных материалов в процессе их изготовления,
если производство сопряжено с повышенными температурой и
влажностью, при нарушении условий хранения и эксплуатации,
транспортировке. В тропическом и субтропическом климате
развитие микроорганизмов происходит более интенсивно, а значит ущерб, причиняемый микроорганизмами, значительнее.
С вредителями меха и шерсти — молью и кожеедами, разрушительной деятельностью термитов и грызунов, древоточцев
человек имел дело очень давно, с первых шагов хозяйствования, и по мере своих возможностей боролся с этими проявлениями.
Только в 60-х годах прошлого века проблема биоповреждений получила официальный статус как крупное международное научно-практическое направление, объединяющее усилия
самых разнообразных специалистов, находящееся на стыке наук
и сферы практической деятельности человека. Немалый вклад в
развитие этого направления внесли специалисты-товароведы —
Ф. В. Хетагурова, И. А. Ермилова, Б. Д. Семак, И. С. Галык и др.

Знание механизмов повреждающего влияния микроорганизмов,
насекомых и грызунов на качество сырья, материалов и изделий, а также способов их защиты необходимо специалисту в
области товароведения.
Представленное печатное издание состоит из пяти взаимосвязанных частей: бактерии и грибы — источники биоповреждений; насекомые и грызуны — вредители материалов и изделий; систематизация и диагностика биоповреждений; биоповреждения текстильных волокон; биоповреждения материалов
и изделий. Приведены современные данные о морфологии и
физиологии микроорганизмов-биодеструкторов. В качестве иллюстраций включены микрофотографии как самих микроорганизмов, повреждающих различные материалы, так и объектов
микробиологического воздействия. Рассмотрены и проанализированы некоторые методы оценки биостойкости различных материалов.
В систематизированной форме дан обширный материал о
биодеструкции как натуральных, так и химических материалов и изделий (пластмасс, текстильных волокон, кожи и меха,
древесины и т. д.). Рассмотрены вопросы утилизации с помощью
микроорганизмов отходов полимерных материалов. Показаны
основные способы и методы защиты сырья и материалов от биоповреждающего воздействия. Приведены примеры использования антимикробных материалов и товаров.
В доступной форме изложены вопросы биоповреждения
материалов насекомыми (молями, жуками-кожеедами, жуками-точильщиками, тараканами, термитами) и грызунами (мышами и крысами). Даны практические рекомендации по борьбе
с этими вредителями.

Ãëàâà 1
ÁÀÊÒÅÐÈÈ È ÌÈÊÐÎÑÊÎÏÈ×ÅÑÊÈÅ ÃÐÈÁÛ —

ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÁÈÎÏÎÂÐÅÆÄÅÍÈÉ

1.1. ÌÎÐÔÎËÎÃÈß, ÂÍÓÒÐÅÍÍßß ÎÐÃÀÍÈÇÀÖÈß
È ÕÈÌÈ×ÅÑÊÈÉ ÑÎÑÒÀ ÌÈÊÐÎÎÐÃÀÍÈÇÌÎÂ

Микроорганизмами называются мельчайшие живые организмы, размеры которых измеряются микрометрами (1 мкм =
= 10-6 м) или долями микрометра — нанометрами (1 нм = 10-9 м).
Микроорганизмы являются наиболее древними организмами,
которые появились за многие миллиарды лет до появления человека.
Микроорганизмы отличаются большой выносливостью,
быстрым размножением и приспособляемостью. В природе нет
других живых существ, кроме микробов, которые могли бы переносить давление в 800 атм.
Известны микроорганизмы, которые способны существовать при температуре как +(100...120) °С, так и –250 °С. Обнаружены микроорганизмы, которые свободно переносят воздействие концентрированных растворов соляной и серной кислот,
живут в керосине, формалине.
Особенностью микроорганизмов является большое разнообразие обменных процессов: различаются потребности в питательных веществах, способы получения энергии. У микробов необычайно интенсивный обмен веществ. За сутки при благоприятных
условиях одна клетка перерабатывает массу вещества, в 30–40

раз превышающую массу ее тела. Соответственно высока и скорость прироста биомассы микроорганизмов. Основная часть пищи
расходуется микроорганизмами в энергетическом обмене, при
котором в среду выделяется множество продуктов обмена: кислот, спиртов, углекислого газа, водорода и др.
Важнейшими химическими элементами, преобладающими
в клетках микроорганизмов, являются углерод, кислород, водород и азот. Они составляют основу органического вещества,
поэтому называются органогенными элементами (90–97% сухого вещества). Другие элементы называются зольными, или
минеральными, на их долю приходится 3–10%. Большую часть
из них составляет фосфор.
В клетках микроорганизмов находятся в крайне малых количествах микроэлементы: медь, цинк, марганец, молибден и др.
Элементы присутствуют в микробных клетках в виде различных соединений, среди которых преобладает вода. Вода составляет 75–85% массы клеток. Она имеет важное значение в
жизни микроорганизмов. Все вещества поступают в клетку с
водой, с ней же удаляются и продукты обмена.
Часть воды в клетке находится в связанном состоянии
(с белками, углеводами и другими веществами) и входит в клеточные структуры. Остальная вода находится в свободном состоянии. Она служит дисперсной средой для коллоидов и растворителем для различных органических и минеральных соединений,
образующихся в клетке при обмене веществ.
Органические вещества составляют сухое вещество клеток микроорганизмов (15–25% массы клеток) и представлены преимущественно (до 85–95%) органическими соединениями — белками, нуклеиновыми кислотами, углеводами, липидами и др.
Белки являются основными компонентами клетки. Содержание их в бактериях достигает 80%, дрожжах — 60%, грибах —
40% сухого вещества. По аминокислотному составу белки микроорганизмов сходны с белками макроорганизмов.
Углеводы входят в состав различных мембран клеток микроорганизмов, используются для синтеза различных веществ в

клетке и в качестве энергетического материала. Углеводы могут откладываться в клетке и в виде запасных питательных веществ. В клетках большинства бактерий углеводы составляют
10–30% массы сухого вещества, у грибов содержание углеводов
выше — 40–60%. В теле микроорганизмов углеводы встречаются преимущественно в виде полисахаридов.
Липиды в клетках большинства микроорганизмов составляют 3–10% массы сухого вещества. Липиды входят в состав
клеточной стенки, цитоплазматической и других клеточных
мембран, а также откладываются в виде запасных гранул. Часть
липидов, связанных с другими веществами клетки, образуют
сложные комплексы.
В клетках микроорганизмов обнаруживают пигменты и
витамины. Пигменты, или красящие вещества, обусловливают
окраску микроорганизмов, иногда они выделяются в окружающую среду.
Минеральные вещества. Они составляют не более
5–15% сухого вещества клетки и представлены сульфатами,
карбонатами, хлоридами и др. Минеральные соединения играют большую роль в регулировании внутриклеточного осмотического давления и коллоидного состояния цитоплазмы.

1.1.1. Áàêòåðèè. Îáùàÿ õàðàêòåðèñòèêà

Формы и размеры бактерий. Формы бактерий весьма разнообразны. Наиболее распространены сферическая (шаровидная), цилиндрическая (палочковидная) и извитая.
Шаровидные бактерии различают по сочетанию клеток (рис. 1.1, а): кокки или микрококки, диплококки, стрептококки, сарцины. Кокки — одиночные шарообразные клетки. Шаровидные клетки, соединенные по две, называются диплококками; соединенные в более длинные цепочки — стрептококками;
напоминающие грозди винограда — стафилококками; сочетания по четыре кокка, возникающие при делении клетки в двух
взаимно перпендикулярных направлениях, — тетракокками.
Если деление происходит в трех взаимно перпендикулярных на