Голованова В.А., Шаповалова. М.
Главная цель консервирования кормов — максимальное сохранение питательной ценности растительного сырья. В анаэробной среде молочнокислые бактерии преобразуют углеводы растений в органические кислоты, что приводит к снижению уровня рН до такой степени, что составляющие конкуренцию микроорганизмы и большинство ферментов теряют активность. Обычно данный процесс происходит спонтанно, когда молочнокислые бактерии (МКБ) оказываются в достаточно влажной среде с необходимым количеством легкосбраживаемых сахаров в отсутствие кислорода.
Управление такими факторами, как влажность, содержание сахаров и ограничение доступа кислорода, может осуществляться посредством подвяливания, выбора сортов и сроков уборки, а также трамбовки и укрытия траншей. Естественное количество молочнокислых бактерий является неизвестной величиной, которую сложно определить в оперативном порядке.
Чтобы процесс силосования консервируемого сырья протекал быстро и с минимальными потерями, необходимо, чтобы концентрация молочнокислых микроорганизмов составляла не менее 100 ты. КОЕ на 1 г консервируемой массы. Обеспечить такое достаточное количество молочнокислых бактерий можно с помощью биологических инокулянтов, которые положительно влияют на процессы брожения и способствуют улучшению сохранности корма после вскрытия траншеи.
Процесс силосования начинается с аэробной фазы, в ходе которой в первые часы после заготовки сырья в нем еще сохраняются остатки кислорода. В этот период, пока в силосуемой массе присутствует кислород, доминируют аэробные микроорганизмы — бактерии и грибы, использующие кислород для дыхания и размножения. Этот процесс сопровождается активным выделением тепла, что свидетельствует о значительных потерях питательных веществ, в первую очередь сахаров, которые окисляются до углекислого газа и воды. Поэтому оперативность и качество первоначальных этапов силосования — закладки и трамбовки — критически важны.
Упущения на этом этапе невозможно будет исправить впоследствии.
После исчерпания остаточного кислорода, необходимого для дыхания, в силосуемой массе начинается основная фаза, связанная с отмиранием растительных тканей. В результате этого содержимое клеток становится доступным для микрофлоры. Все группы микроорганизмов остаются активными, включая анаэробные, пока не достигнут необходимого уровня подкисления массы. К ним относятся Enterobacterales, Clostridium spp., Listeria monocytogenes, определенные виды Bacillus, а также дрожжевые грибы. Эти организмы в процессе своей жизнедеятельности выделяют вещества, которые оказывают токсическое действие и способны ухудшать качество корма (накопление энтеротоксинов, масляной кислоты и пр.). Все перечисленные группы микроорганизмов конкурируют с молочнокислой микрофлорой за доступные сахара.
Внешние признаки гибели растительных тканей — оседание массы и активное газовыделение, что может вызывать вздутие укрывной пленки, напоминающее «газовый купол». Это указывает на хорошую герметизацию. Спускать или отводить образующиеся газы в траншее или кургане не рекомендуется. Однако стоит учитывать, что если процесс заготовки кормов производился в рукава, то их может разорвать.
Основным фактором, способствующим эффективному консервированию кормов, является оперативное вытеснение первоначально преобладающей нежелательной микрофлоры молочнокислыми бактериями. Продукты метаболизма МКБ, включая молочную и уксусную кислоты, подавляют патогенные конкурирующие микроорганизмы, такие как Enterobacterales и Listeria monocytogenes, которые негативно влияют на качество корма. Помимо этого, кислоты, образующиеся в процессе брожения, ингибируют действие протеолитических ферментов, что способствует сохранению белков корма и снижению образования щелочных соединений с буферными свойствами, таких как аммиак.
Далее наступает фаза хранения. Некоторые дрожжи способны выживать в более кислой среде, находясь при этом в состоянии покоя. Аналогично некоторые виды бактерий таких родов, как Bacillus и Clostridium, могут выживать благодаря образованию спор. В заготовленных кормах, содержащих достаточное количество сбраживаемого субстрата, эта стабильная фаза (фаза хранения) может продолжаться бесконечно, если герметичность корма сохраняется. Поэтому требуется регулярная проверка состояния укрывного материала, а в случае выявления повреждений необходимо произвести восстановление.
После открытия траншеи воздух начинает поступать в готовый корм. Если исходное сырье утрамбовано до рекомендованной плотности, проникновение воздуха ограничивается 1 м от поверхности среза. Кислород, попадая в аэробно стабильный корм, активирует микроорганизмы, находящиеся в состоянии покоя. В первую очередь это дрожжи и плесневые грибы, что может привести к нагреванию и порче корма. Образовавшиеся бродильные кислоты в аэробных условиях разлагаются аэробны- ми микроорганизмами и превращаются в углекислый газ и воду. В результате потери корма могут составлять более 3% в сутки.
Превышение показателем рН порога 5 в течение нескольких дней является свидетельством быстрой порчи. Следует отметить, что, согласно практическим исследованиям, глубина горизонтального проникновения кислорода может на короткий промежуток времени достигать 3–5 м, если поверхность среза не защищена от сильного ветра.
Маслянокислое брожение, приводящее к порче корма, возникает, когда растительное сырье слишком влажное и содержит недостаточное количество углеводов, необходимых для брожения, или когда молочнокислые бактерии не способны сбраживать эти сахара. В результате уровень рН сырья снижается не в достаточной степени и не так быстро, как требуется для создания кислой среды, что необходимо для подавления роста патогенных микроорганизмов. Clostridium spp., присутствующие в сырье, преобразуют образовавшуюся молочную кислоту в нежелательную масляную. Это приводит к значительным потерям как сухого вещества, так и энергии. Маслянокислое брожение часто продолжается до полного истощения молочной кислоты. В условиях дальнейшего увеличения уровня рН начинают активизироваться другие виды Clostridium spp., которые расщепляют растительные белки. В процессе их жизнедеятельности образуется аммиак, который в свою очередь приводит к полной порче корма.
Препятствовать развитию дрожжевых грибов и нежелательных бактерий, а также управлять силосованием возможно с применением консервантов кормов. При этом двойного действия можно добиться, используя инокулянты на основе молочнокислых культур.
Молочнокислые бактерии классифицируются на две категории — гомоферментативные и гетероферментативные. В целях повышения качества процесса брожения преимущественно применяются культуры гомоферментативных МКБ. Эти бактерии способны эффективно и быстро преобразовывать сахара, полученные из растительного сырья, в молочную кислоту, одновременно значительно снижая уровень pH. Чем быстрее осуществляется подкисление среды, тем более надежно и эффективно предотвращается рост патогенных микроорганизмов, что сокращает потери питательных веществ.
Гетероферментативные молочнокислые бактерии, помимо молочной кислоты, производят определенное количество уксусной кислоты и пропионовой. При достаточно низком уровне pH корма эти кислоты препятствуют размножению дрожжей, но и плесневых грибов при доступе кислорода. Таким образом, инокулянты, содержащие гетеро- ферментативные микроорганизмы, способствуют улучшению аэробной стабильности корма.
Процесс производства уксусной и пропионовой кислот, более длительный, нежели производство молочной кислоты. Визуально этот процесс может выражаться в формировании вторичного «газового купола». Поэтому для обеспечения аэробной стабильности закладываемая масса должна оставаться герметично закрытой не менее восьми недель.
Некоторые биологические консерванты дополнительно содержат ферменты. В большинстве случаев это энзимы, такие как амилаза, гемицеллюлаза и цел- люлаза, которые способствуют расщеплению сложных углеводов, составляющих клеточные стенки, а также накапливающихся внутри клетки (например, крахмала). Это позволяет молочнокислым бактериям получить доступ к большему количеству легкоферментируемых сахаров. Позднее, в процессе силосования, гетеро- ферментативные молочнокислые микроорганизмы начинают про- изводить из сахаров или молочной кислоты определенное количество уксусной кислоты, что снижает активность дрожжей.
Эффективность использования биологического консерванта при заготовке кормов была доказана во время производственного опыта.
Целью данной работы было изучение влияния биоконсерванта «Сил-Олл 4х4» на сохранность и уровень снижения значения рН сенажа из эспарцета.
«Сил-Олл 4 х 4» —инокулянт производства компании Lallemand для заготовки трав из бобовых и злаковых культур, а также однолетних травосмесей. Он представляет собой смесь молочнокислых бактерий и ферментов, которые работают совместно, чтобы способствовать быстрой и эффективной ферментации корма.
Молочнокислая бактерия Pediococcus pentosaceus NCIMB 12455 — 4 x 1011 KOE/г начинает процесс силосования и доводит значение pH до 5–5,5, Pediococcus acidilactici CNCM 1-3237 — 4 x 1010 KOE/г обеспечивает накопление молочной кислоты, Lactobacillus plantarum CNCM I-3235 — 1 x 1011 KOE/г завершает процесс закисления корма и доводит значение до це- левого pН [9], Propionibacterium acidipropionici CNCM MA 26/4U — 2 x 1010 КOE/г обеспечивает на- копление пропионовой кислоты. Комплекс ферментов, входящий в состав инокулянта «Сил-Олл 4 х 4» (α-амилаза —3600 ME/г, целлюлаза — 60 ME/г, β-глюканаза — 1000 ME/г, ксиланаза — 1500 MЕ/г), расщепляет клетчатку, высвобождая сахара для питания молочнокислых бактерий и делая ее более доступ ной для рубцовой микрофлоры, что повышает переваримость кормов, при этом увеличивая экономическую эффективность применения данного биологического инокулянта.
Производственный опыт был проведен в условиях предприятия Челябинской области в июле 2024 года. Объектом производственного опыта стали две траншеи сенажа из эспарцета (опытная и контрольная). Основные технологические процессы заготовки корма для обеих траншей были идентичны. Контрольная траншея закладывалась без использования каких-либо кон- сервантов, а опытная — с использованием биологического инокулянта «Сил-Олл 4 х 4».
Через 60 дней после укрытия из опытной и контрольной тран- шей были взяты средние про- бы заготовленного корма со- гласно ГОСТ 27262-87. Образцы были упакованы в вакуумные па- кеты и отправлены в лабораторию «Агрофинс» на исследование физико-химических свойств корма по ГОСТ Р 55986-2014, результаты которых приведены в таблице 1.
При подвяливании, когда содержание сухого вещества в корме более 30%, он сохраняется долгое время в анаэробной герметичной среде за счет физиологической сухости массы и недоступности влаги для нежелательной микрофлоры. Как видно из таблицы, сухое вещество находится в норме в обеих траншеях. Уровень рН в контрольной траншее выше на 0,4 и составил 4,8, что влияет на снижение сохранности корма.
Фактический уровень рН не должен быть выше расчетного по сухому веществу. ΔpH является разницей между фактическим pH и расчетным. Отрицательный уровень ΔрН видим в опытной траншее, что означает хорошую стабильность корма и возможность его долговременного хранения. Если данный показатель больше 0, как в контрольной траншее, то есть риск возникновения вторичной ферментации вследствие развития микрофлоры (Clostridium spp.).
Сахаров в опытной траншее на 39% больше, чем в контрольной, что может свидетельствовать о более высокой скорости подкисления и, как следствие, меньших потерях органического вещества. Низкий показатель NH3-фракции говорит об оптимальном соотношении уровня рН и содержания сухого вещества в корме.
В опытной траншее данный показатель в норме, чем в контрольной, — 17,9%. При более высоких значениях корм считается опасным. Содержание молочной кислоты в корме должно быть как можно выше, чтобы корм стал устойчивым к процессам порчи. В опытной траншее количество молочной кислоты выше в сравнении с контрольной и равняется 4,95% от сухого вещества.
Показатель уксусной и масляной кислот в опытной траншее был ниже, чем в контрольной, и составил 0,9% от СВ и 0,6% соответственно. Если показатель соотношения кислот больше 3, то процесс ферментации прошел быстро (под действием гомоферментативных «правильных» бактерий). Ферментационные потери — показатель, указывающий, сколько сухого вещества потерялось в процессе ферментации (должен быть не более 3%). Уровень потерь в контрольной траншее выше на 2,4 и составил 4,7, это свидетельствует о том, что в корме разлагаются углеводы и теряется энергия. Следует стремиться к минимизации этих потерь, тогда себестоимость готового корма будет ниже.
При проведении производственного опыта использование консерванта «Сил-Олл 4 х 4» при силосовании зеленой массы эспарцета способствовало получению кормов хорошего качества. Среди кислот брожения в сенаже преобладает молочная кислота. Уксусная кис- лота не стала препятствием для правильного процесса консервации и послужила дополнительным фактором для защиты корма от патогенной микрофлоры. Показатель ΔрН находится на отрицательном уровне, что указывает на эффективную консервацию корма.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что биологический инокулянт «Сил- Олл 4 х 4» хорошо зарекомендовал себя при силосовании бобовых трав.