Силос
Страница 2
Качество силоса во многих случаях не отвечает зоотехническим требованиям. Это обусловлено нарушением технологии силосования (длительное нахождение зеленой массы в поле, силосование перезревшей массы силосных культур, слабая утрамбовка при заполнении траншеи).
Недостаточное уплотнение и
плохое укрывание силосных буртов.
Приведенная причина может также привести к плохой консервации и большим потерям при силосовании из-за доступа воздуха (кислорода). В таких условиях значение рН 4.0 не достигается. Следовательно, могут быстро размножаться микроорганизмы, которые обычно ингибированы анаэробиозом. Энтеробактерии и Clostridium, которые ингибируются низкими значениями рН, будут способны расти и утилизировать молочную кислоту. Белок и остаточные ВРУ с последующей утратой пищевой ценности силоса. (рис. 1 и 2). Рост видов Clostridium, имеющий оптимум при рН 7.2, не ингибируется до тех пор, пока рН не упадет ниже 5.5. Следовательно, в плохо законсервированном влажном силосе они могут доминировать среди микрофлоры. Виды Clostridium предпочитают также более высокую влажность и силос с низким содержанием СВ. [16].
Сахаролитические виды, такие как Clostridium tyrobutyricum, используют ВРУ и молочную кислоту в процессе своего роста, и в силосе, который может изначально иметь низкую концентрацию молочной кислоты, неизбежно будет расти рН из-за наработки масляной кислоты, которая слабее, чем молочная.[13].
Протеолитические виды бактерий, такие как С.sporogenes, используют многие из аминокислот силоса, продуцируя преимущественно масляную кислоту и аммиак. Эти реакции меняют условия среды, усиливая развитие С.spp. Типичные реакции С.spp приведены ниже.
Типичные реакции клостридий, расщепляющих сахара:
глюкоза à масляная кислота + 2 СО2 + 2 Н2,
2 молочная кислота à масляная кислота + 2 СО2 + 2 Н2.
Типичные реакции протеолитических клостридий:
1. дезаминирование
лизин à уксусная кислота + масляная кислота + 2 NH3 ,
2. декарбоксилирование
глутаминовая кислота à g - аминомасляная кислота + СО2 ,
3. окислительно-восстановительная реакция
аланин + 2 глицин à уксусная кислота + 3 NH3 + СО2.
Скармливание коровам, молоко которых идет на сыр, недоброкачественного силоса, подвергавшегося маслянокислому брожению, вызывает в сыре подобное брожение.
Также нежелательны в силосе и дрожжи. Обычно после начального быстрого размножения аэробные виды, такие как Candidas spp. и Pichia spp., «остаются в спячке» в анаэробных условиях, пока силос не откроют для кормления животных. Аэробная порча силоса на поверхности бурта может быть очень быстрой и приводить к полной потере питательности, сопровождаясь образованием диоксида углерода, воды и выделением теплоты, как видно из приведенных ниже типичных реакций дрожжей.
Анаэробиоз:
глюкоза à 2 этанол + 2 СО2 + 64,7 кДж.
Потеря сухого вещества 100%, энергии 9%.
Аэробиоз:
глюкоза + 6 О2 à 6 СО2 + 6 H2O + 710,5 кДж.
Потеря сухого вещества и энергии - 100%.
Если анаэробные условия устанавливаются быстро, а достижение низкого рН запаздывает, то, помимо видов рода Clostridium, проблемы могут возникать также из-за дрожжей. Будучи устойчивыми к слабокислым условиям, анаэробные дрожжи, например Torulopsis spp., конкурируют с молочнокислыми бактериями за сахара, которые они превращают в этанол и диоксид углерода с потерей СВ и повышением температуры силоса. [8].
Следовательно, биологические добавки к силосу должны быть способны быстро начинать ферментацию и сохранять низкое значение рН в течении всего периода образования и сохранения силоса. Промедление может быть чревато потерей питательных веществ.
Вернемся к основным бактериям, участвующим в силосовании - молочнокислым бактериям. Среди молочнокислых бактерий силоса имеются кокки и неспорообразующие палочки: Streptococcus lactis, S. thermophilus, Lactobacillus plantarum, а из представителей второй - L. brevis. Эти микробы - анаэробы. На характере продуктов, образуемых молочнокислыми бактериями, сказываются не только биохимические особенности той или иной культуры, но и вид углеводов. В растительном сырье имеются пентозаны, дающие при гидролизе пентозы. Поэтому даже при нормально идущем созревании силоса в нем обычно накапливается некоторое количество уксусной кислоты, которая также образуется, как известно, некоторыми другими молочнокислыми бактериями из гексоз. Большинство молочнокислых бактерий живут при температуре 7 .42 °С (оптимум около 25 .30°С). Отмечено, что при разогревании до 60 .65 °С в нем накапливается молочная кислота, которую продуцируют некоторые термотолерантные бактерии, например Bacillus subtilis.
¨ Третья фаза брожения корма - конечная - связана с постепенным отмиранием в созревающем силосе возбудителей молочнокислого процесса. К этому времени силосование подходит к естественному завершению.
О качестве силосованного корма можно судить по составу органических кислот, накопившихся при брожении (табл.1). [11].
Примерное соотношение кислот в силосе разного качества Табл.1
|
Качество силоса |
Реакция среды |
Соотношение кислот |
|
Очень хорошее |
4,2 и ниже |
молочная - 60% и более,
уксусная - 40% и менее, масляная - 0% |
|
Хорошее |
4.5 и ниже |
молочная - 40-60 %,
уксусная - 60-40%, масляная - следы |
|
Среднее |
около 4.5 |
молочная - 40-60%,
уксусная - 60-40%, масляная - до 0,2% |
|
Плохое |
выше 4.7 |
молочная - мало,
масляная - значительно |
|
Очень плохое |
выше 5.5 |
преобладают летучие кислоты, в том числе и масляная |
Для регулирования процесса силосования существует несколько приемов.
Как уже говорилось, на практике быстрое достижение анаэробных условий в буртах или ямах не всегда гарантировано. Непросто также достичь идеального содержания СВ в скошенной траве из-за погодных условий. Поэтому в течение долгого времени велись поиски химических средств, которые могли бы влиять на консервацию силоса.
3.Силосные добавки.
По их действию на процесс ферментации силосные добавки делятся на 2 основные группы: ингибиторы и стимуляторы ферментации. Ингибиторы- это кислотные добавки (серная и муравьиная кислоты) и консерванты (например, формальдегид и параформальдегид). Стимуляторы- это источники углеводов- патока и барда - или разнообразные добавки, такие как молочнокислые бактерии и ферменты.
1.Ингибиторы ферментации.
Опыты по кормлению показали, что силос с рН ниже 3.0 (значение легкодостижимое с помощью сильных неорганических кислот) был неприятным для животных, и даже если они его ели, вызывал ацидоз в рубце. Было вычислено количество кислоты, необходимое для достижения рН 3.6-4.0, более пригодного для питания животных, однако все еще ингибирующего некоторые вредные процессы ферментации. Хотя серная кислота и смесь серной и соляной кислот в качестве добавок были популярны во многих североевропейских странах, они постепенно вышли из употребления из-за коррозионного действия и возникновения проблем, связанных с использованием этих кислот.
Еще в двадцатые годы было предложено в качестве добавок использовать органические кислоты. Но разбрызгивание смеси муравьиной и соляной кислот по силосной массе не привело к успеху. Неудача была связана в основном с трудностью равномерного распределения кислоты в толще силосной массы, но с появлением специальных уборочных машин и накопительных фургонов стало возможным обрызгивать кормовую культуру муравьиной кислотой сразу после скашивания. В частности, использование добавок муравьиной кислоты стало промышленно доступной в 50-х годах. Хотя муравьиная кислота слабее неорганических кислот, она понижает значение рН ниже 4.0, если добавлять ее в концентрации, пропорциональной содержанию СВ. Муравьиная кислота обладает антибактериальной активностью за счет сочетания действия водородного иона и бактерицидности самой недиссоциированной кислоты. Хотя она действует ингибирующе на Clostridium spp., энтеробактерии и некоторые штаммы Streptococcus spp. и Pediococcus spp., но при этом значении рН не полностью подавляет Lactobacillus spp. и, таким образом, некоторая микробная активность сохраняется. [8].