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 иссле-
дуется 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 био-
повреждающего 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-

правлениях, то образуются правильные пакеты по восемь и более 
клеток, так называемые сарцины. Диаметр кокка 0,5–1,2 мкм.
Палочковидные бактерии (рис. 1.1, б) различаются друг
от друга размерами. Палочковидные бактерии, образующие в
определенных условиях споры, называются бациллами. К ним
относятся наиболее крупные из палочковидных форм. Не образующие 
споры палочковидные формы называются бактериями 
в узком смысле этого слова. Палочковидные бактерии могут
быть одиночными или соединенными попарно — диплобакте-
рии, цепочками по три — четыре и более клеток — стрепто-
бактерии. Соотношения между длиной и толщиной палочек
бывают самыми различными.

Рис. 1.1. Формы бактерий:
а — шаровидные (1 — микрококки, 2 — стрептококки,
3 — диплококки и тетракокки, 4 — стафилококки, 5 — сарцины);
б — палочковидные (6 — бациллы, 7 — бациллы со спорами
(клостридии)); в — извитые (8 — вибрионы, 9 — спириллы,
10 — спирохеты)

Длина клеток палочковидных бактерий колеблется от десятых 
долей мкм до 10–15 мкм и более; средняя длина палочковидных 
бактерий — 2–5 мкм; диаметр клетки — от 0,5 до 1 мкм.
Извитые, или изогнутые, бактерии (рис. 1.1, в) различаются 
длиной, толщиной и степенью изогнутости. Палочки,
слегка изогнутые в виде запятой, называют вибрионами, палочки 
с одним или несколькими завитками в виде штопора — спириллами, 
а тонкие палочки с многочисленными завитками —
спирохетами.
Форма бактерий, как и их размеры, может изменяться в
зависимости от многих причин, например от условий роста. Масса 
бактериальной клетки очень мала и составляет приблизительно 
4 · 10-13 г.
Строение бактериальной клетки. Бактериальная клетка
состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны,
ядра и цитоплазмы с включениями (рис. 1.2).
Клеточная стенка, толщина которой 0,01–0,04 мкм, сохраняет 
постоянство формы бактерий и выполняет важную роль в жизненных 
процессах. Вместе с подлежащей цитоплазматической
мембраной она регулирует поступление в клетку необходимых питательных 
веществ и выделение продуктов обмена. На долю клеточной 
стенки приходится от 5 до 20% массы сухого вещества клетки. 
Она обладает эластичностью, служит механическим барьером
между протопластом и окружающей средой. Химический состав
клеточной стенки различных видов бактерий неодинаков. Это установлено 
на основе различной способности клеточных стенок удерживать 
красители трифенилметанового ряда с йодом. В зависимости 
от этого бактерии подразделяются на две группы. К одной относятся 
бактерии, в клетках которых комплекс, образуемый красителем 
и йодом, не обесцвечивается при последующей обработке спиртом. 
К другой группе принадлежат бактерии, не обладающие свойством 
удерживать краситель. Этот способ был предложен датским
бактериологом Г. Грамом. Бактерии, окрашивающиеся по Граму, называются 
грамположительными, а не окрашивающиеся — грамот-
рицательными. На препарате грамположительные бактерии