Реферат: Силос

1.Производство силоса.

Искусствоприготовления силоса как способ сохранения сочных кормов было известно тысячилет, хотя сложные биохимические и микробиологические изменения, которыепроисходят при процессах силосования, стали понятны сравнительно недавно.

Силосование,или заквашивание, — способ консервирования зеленого корма, при которомрастительную массу хранят во влажном состоянии в ямах, траншеях или специальныхсооружениях — силосных башнях. Корм, более или менее спрессованный иизолированный от доступа воздуха, подвергается брожению, приобретает кислыйвкус, становится мягче, несколько изменяет цвет (бурая окраска), но остаетсясочным.

Силосованиеимеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами консервирования корма.

Способысилосования

 

1.<span Times New Roman"">   

холодный;

2.<span Times New Roman"">   

горячий.

¨<span Times New Roman"">   

При холодном способесилосования созреваниесилоса идет при умеренном повышении температуры, доходящем в некоторых слояхкорма  до 40<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">°С; оптимальной температуройсчитается 25-30 <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">°С. Притаком силосовании скошенную растительную массу, если нужно, измельчают,укладывают до отказа в кормовместилище, утрамбовывают, сверху как можно плотнееукрывают для изоляции от воздуха.

¨<span Times New Roman"">   

При горячем способесилосное сооружениезаполняют по частям. Зеленую массу на один — два дня рыхло укладывают слоемоколо 1-1.5 м. При большом количестве воздуха в ней развиваются энергичныемикробиологические и ферментные процессы, в результате чего температура кормаподнимается до 45-50<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">°С. Затемукладывают второй слой такой же толщины, как и первый, и он, в свою очередь,подвергается разогреванию. Растения, находящиеся внизу и размягченные подвлиянием высокой температуры, спрессовываются под тяжестью  нового слоя корма. Это вызывает удалениевоздуха из нижнего слоя силоса, отчего аэробные процессы в нем прекращаются итемпература начинает снижаться. Так слой за слоем заполняют всесилосохранилище. Самый верхний слой корма утрамбовывают и плотно прикрывают длязащиты от воздуха. В связи с тем, что силосохранилище  при горячем способе силосования обычно делаютнебольших размеров, на верхний слой силосуемого корма помещают груз.Разогревание растительной массы  связанос потерей иногда значительной части питательных веществ корма. В частности,резко уменьшается переваримость белков. Поэтому горячее силосование не можетсчитаться рациональным способом сохранения растительной массы. Общие потерисухих веществ корма при холодном силосовании не должны превышать 10-15%, вовтором достигают 30% и более.

Холодныйспособ силосования наиболее распространен, что объясняется как сравнительнойего простотой, так и хорошим качеством получающегося корма. Горячий способсилосования допустим лишь для квашения грубостебельчатых, малоценных кормов,которые после разогревания лучше поедаются скотом.    

            Британские фермеры убирают травы,пока они еще находятся в относительно ранней стадии роста, с высокимсодержанием ферментируемых сахаров (водорастворимых углеводов — ВРУ) и низкимсодержанием волокон. Собирают ли культуру немедленно либо оставляют на полевянуть несколько часов, зависит от погодных условий во время покоса, но видеале фермер хочет закладывать на силос культуру с содержанием сухоговещества  25-30%. Во многих странах сумеренным климатом, таких как Великобритания, дожди поздней весной и раннимлетом не всегда позволяют подсушить траву, и поэтому при силосовании трав,содержащих менее 25% СВ, всегда используются силосные добавки, чтобы достичьхорошей ферментации и уменьшить потери силоса. [15].

2.Фазы созревания силоса.

Рассмотримдинамику созревания силоса. Процесс квашения можно условно разбить на три фазы.

¨<span Times New Roman"">   

Первая фазасозревания заквашиваемого кормахарактеризуется развитием смешанной микрофлоры. На растительной массеначинается бурное размножение разнообразных групп микроорганизмов, внесенных скормов в силосное помещение. Силосование связано с накоплением в корме кислот,образующихся в результате сбраживания микробами-кислотообразователямисодержащихся в растениях сахаристых веществ. Основную роль в процессесилосования играют молочнокислые бактерии, продуцирующие из углеводов (восновном из моно- и дисахаридов) молочную и частично уксусную кислоты. Данныекислоты имеют приятные вкусовые свойства, хорошо усваиваются организмомживотного и возбуждают у него аппетит. Молочнокислые бактерии снижают реакциюсреды корма до pH4.2...4.0и ниже. Накопление молочной и уксусной кислот в силосе обусловливает его сохранность,так как гнилостные и прочие нежелательные для силосования бактерии не способныразмножаться в среде с кислой реакцией (ниже рН 4.5...4.7 ). Сами жемолочнокислые бактерии относительно устойчивы к кислотам.

Обычнопервая фаза брожения бывает кратковременной. Вначале захваченный атмосферныйкислород в сырье используется растительными ферментами в еще дышащих растениях,но кислород вскоре кончается, и далее брожение происходит в анаэробныхусловиях. В это время молочнокислые бактерии, присутствующие вначале внебольшом количестве, начинают быстро размножаться  до концентрации 109 -1010  клеток/г, используя сахара, освобожденные изразрушенных растительных клеток, как основной источник энергии.

¨<span Times New Roman"">   

Во второй фазе — главного брожения — основнуюроль играют молочнокислые бактерии, продолжающие подкислять корм. Большинствонеспороносных бактерий погибает, но бациллярные формы в виде спор могутдлительное время сохраняться в заквашенном корме. В начале второй фазы броженияв силосе обычно преобладают кокки, которые позднее сменяются палочковиднымимолочнокислыми бактериями, отличающимися большой кислотоустойчивостью. Приидеальных условиях рН стабилизируется на уровне 3.8 — 4.2, в зависимости отсодержания сухого вещества, и силос эффективно консервируется за нескольконедель. Однако, когда содержание СВ скошенной травы менее 25%, условия неидеальные, процесс консервации может пройти плохо, особенно если уровень ВРУтакже низок (как часто бывает у трав, выросших в умеренном климате). Длянормального силосования нормальных кормов требуется неодинаковое подкисление, взависимости от различного проявления буферных свойств некоторых составныхчастей растительного сока.[3].

Буферные свойства.

 

Механизмдействия буферов заключается в том, что в их присутствии значительная частьионов водорода нейтрализуется. Поэтому несмотря на накопление кислоты, реакциясреды почти не снижается до тех пор, пока не израсходован весь буфер. В силосеобразуется запас так называемых связанных буферами кислот. Роль буферов могутиграть различные соли и некоторые органические вещества (например, протеины),входящие в состав растительного сока.

Дляповышения в силосе содержания сырого протеина, а также улучшения ферментациикорма в период закладки к массе добавляют мелассу, мочевину, соевый шрот.Мелкое измельчение стержней и оберток початков повышает на 30% поедаемостьсилоса. [1].

Болеебуферный корм для получения хорошего силоса должен иметь больше сахаров, чемменее буферный. Следовательно, силосуемость растений определяется не толькобогатством их сахарами, но и специфическими буферными свойствами. Основываясьна буферности сока растений, можно теоретически вычислить нормы сахара,необходимые для успешного силосования различного растительного сырья.

Буферностьсока растений находится в прямой зависимости от количества в них белков.Поэтому большинство бобовых растений трудно силосуется, т.к. в них относительномало сахара (3...6%) и много белка (20...40%). Прекрасная силосная культура — кукуруза, в стеблях и початках ее содержится 8...10% белка и около 12% сахара.Хорошо силосуется подсолнечник, в котором много белка (около 20%), но идостаточно углеводов (более 20%). Приведенные показатели рассчитаны на СВ. [1].

В основномсилосуемость связывают с запасом моно- и дисахаридов, дающих необходимоеподкисление. Минимальное их содержание для доведения реакции среды корма до рН4.2 может быть названа сахарным минимумом. Технически определить сахарныйминимум несложно. Титрованием устанавливают необходимое количество кислот дляподкисления пробы исследуемого корма до рН 4.2. затем определяют количествопростых сахаров в корме. Допуская, что около 60% сахаров превращаются вмолочную кислоту, можно рассчитать, хватает ли имеющегося сахара для должногоподкисления корма [11].

            Качество силоса во многих случаях неотвечает зоотехническим требованиям. Это обусловлено нарушением технологиисилосования (длительное нахождение зеленой массы в поле, силосование перезревшеймассы силосных культур, слабая утрамбовка при заполнении траншеи).

Недостаточноеуплотнение и

 плохое укрывание силосных буртов.

 

Приведеннаяпричина может также привести к плохой консервации и большим потерям присилосовании из-за доступа воздуха (кислорода). В таких условиях значение рН 4.0не достигается. Следовательно, могут быстро размножаться микроорганизмы,которые обычно ингибированы анаэробиозом. Энтеробактерии и Clostridium, которыеингибируются низкими значениями рН, будут способны расти и утилизироватьмолочную кислоту. Белок и остаточные ВРУ с последующей утратой пищевой ценностисилоса. (рис. 1 и 2). Рост видов Clostridium, имеющий оптимум при рН 7.2, неингибируется до тех пор, пока рН не упадет ниже 5.5. Следовательно, в плохо законсервированном влажном силосе они могутдоминировать среди микрофлоры. Виды Clostridiumпредпочитают также более высокую влажность и силос с низкимсодержаниемСВ. [16].

Сахаролитическиевиды, такие как Clostridium tyrobutyricum,используютВРУ и молочную кислоту в процессе своего роста, и в силосе, который можетизначально иметь низкую концентрацию молочной кислоты, неизбежно будет расти рНиз-за наработки масляной кислоты, которая слабее, чем молочная.[13].

Протеолитическиевиды бактерий, такие как С.sporogenes,используют многие из аминокислот силоса, продуцируя преимущественно маслянуюкислоту и аммиак. Эти реакции меняют условия среды, усиливая развитие С.spp.Типичные реакции С.sppприведеныниже.

Типичныереакции клостридий, расщепляющих сахара:

глюкоза <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings;mso-no-proof:yes">à

  маслянаякислота + 2 СО2 + 2 Н2,

2 молочнаякислота <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Wingdings;mso-no-proof:yes">à

масляная кислота + 2 СО2 + 2 Н2.

Типичныереакции протеолитических клостридий:

1. <span Times New Roman""> 

дезаминирование

лизин <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings;mso-no-proof:yes">à

уксуснаякислота + масляная кислота + 2 NH3,

2. <span Times New Roman""> 

декарбоксилирование

глутаминоваякислота <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Wingdings;mso-no-proof:yes">à

<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">g — аминомасляная кислота + СО2 ,

3. <span Times New Roman""> 

окислительно-восстановительнаяреакция

аланин + 2глицин <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Wingdings;mso-no-proof:yes">à

уксуснаякислота + 3 NH3  + СО2.

            Скармливаниекоровам, молоко которых идет на сыр, недоброкачественного силоса,подвергавшегося маслянокислому брожению, вызывает в сыре подобное брожение.

Такженежелательны в силосе и дрожжи. Обычно после начального быстрого размноженияаэробные виды, такие как Candidas spp. и Pichia spp., «остаются в спячке» в анаэробныхусловиях, пока силос не откроют для кормления животных. Аэробная порча силосана поверхности бурта может быть очень быстрой и приводить к полной потерепитательности, сопровождаясь образованием диоксида углерода, воды и выделениемтеплоты, как видно из приведенных ниже типичных реакций дрожжей.

Анаэробиоз:

глюкоза <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings;mso-no-proof:yes">à

2 этанол +2 СО2 + 64,7 кДж.

Потерясухого вещества 100%, энергии 9%.

Аэробиоз:

глюкоза + 6О2 <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Wingdings;mso-no-proof:yes">à

6 СО2 +6 H2O + 710,5 кДж.

Потерясухого вещества и энергии — 100%.

Еслианаэробные условия устанавливаются быстро, а достижение низкого рН запаздывает,то, помимо видов рода Clostridium, проблемы могут возникать такжеиз-за дрожжей. Будучи устойчивыми к слабокислым условиям, анаэробные дрожжи,например Torulopsisspp., конкурируют с молочнокислымибактериями за сахара, которые они превращают в этанол и диоксид углерода спотерей СВ и повышением температуры силоса. [8].

Следовательно,биологические добавки к силосу должны быть способны быстро начинать ферментациюи сохранять низкое значение рН в течении всего периода образования и сохранениясилоса. Промедление может быть чревато потерей питательных веществ.

Вернемся косновным бактериям, участвующим в силосовании — молочнокислым бактериям. Средимолочнокислых бактерий силоса имеются кокки и неспорообразующие палочки: Streptococcuslactis, S.thermophilus,Lactobacillus plantarum, а изпредставителей второй — L. brevis. Эти микробы — анаэробы. На характере продуктов,образуемых молочнокислыми бактериями, сказываются не только биохимическиеособенности той или иной культуры, но и вид углеводов.  В растительном сырье имеются пентозаны,дающие при гидролизе пентозы. Поэтому даже при нормально идущем созреваниисилоса в нем обычно накапливается некоторое количество уксусной кислоты,которая также образуется, как известно, некоторыми другими молочнокислымибактериями из гексоз. Большинство молочнокислых бактерий живут при температуре7...42 <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">°

С (оптимумоколо 25...30<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">°С).Отмечено, что при разогревании до 60...65 <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">°С  в нем накапливаетсямолочная кислота, которую продуцируют некоторые термотолерантные бактерии,например Bacillus subtilis.

¨<span Times New Roman"">   

Третья фаза брожения корма — конечная — связанас постепенным отмиранием в созревающем силосе возбудителей молочнокислогопроцесса. К этому времени силосование подходит к естественному завершению.

            О качестве силосованного корма можносудить по составу органических кислот, накопившихся при брожении (табл.1). [11].

Примерноесоотношение 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 процессасилосования существует несколько приемов.

Как ужеговорилось, на практике быстрое достижение анаэробных условий в буртах или ямахне всегда гарантировано. Непросто также достичь идеального содержания СВ вскошенной траве из-за погодных условий. Поэтому в течение долгого временивелись поиски химических средств, которые могли бы влиять на консервацию силоса.

3.Силосные добавки.

По ихдействию на процесс ферментации силосные добавки делятся на 2 основные группы:ингибиторы и стимуляторы ферментации. Ингибиторы- это кислотные добавки (сернаяи муравьиная кислоты) и консерванты (например, формальдегид ипараформальдегид). Стимуляторы- это источники углеводов- патока и барда — илиразнообразные добавки, такие как молочнокислые бактерии и ферменты.

1.Ингибиторы ферментации.

 

Опыты покормлению показали, что силос с рН ниже 3.0 (значение легкодостижимое с помощьюсильных неорганических кислот) был неприятным для животных, и даже если они егоели, вызывал ацидоз в рубце. Было вычислено количество кислоты, необходимое длядостижения рН 3.6-4.0, более пригодного для питания животных, однако все ещеингибирующего некоторые вредные процессы ферментации. Хотя серная кислота исмесь серной и соляной кислот в качестве добавок были популярны во многихсевероевропейских странах, они постепенно вышли из употребления из-закоррозионного действия и возникновения проблем, связанных с использованием этихкислот.

Ещев двадцатые годы было предложено в качестве добавок использовать органическиекислоты. Но разбрызгивание смеси муравьиной и соляной кислот по силосной массене привело к успеху. Неудача была связана в основном с трудностью равномерногораспределения кислоты в толще силосной массы, но с появлением специальныхуборочных машин и накопительных фургонов стало возможным обрызгивать кормовуюкультуру муравьиной кислотой сразу после скашивания. В частности, использованиедобавок муравьиной кислоты стало промышленно доступной в 50-х годах. Хотямуравьиная кислота слабее неорганических кислот, она понижает значение рН ниже4.0, если добавлять ее в концентрации, пропорциональной содержанию СВ.Муравьиная кислота обладает антибактериальной активностью за счет сочетаниядействия водородного иона и бактерицидности самой недиссоциированной кислоты.Хотя она действует ингибирующе на Clostridium spp.,энтеробактерии и некоторые штаммы Streptococcus spp. и Pediococcusspp.,но приэтом значении рН  не полностью подавляет Lactobacillus spp.и, таким образом, некоторая микробная активностьсохраняется. [8].

Досоздания специальных заквасок использовали главным образом химическиеконсерванты (таблица 2), [4], в составкоторых входит от одной до трех органических кислот, являющихся такжеметаболитами пропионовых бактерий, правда, доля муравьиной кислоты превалируетв составе химических консервантов и очень мала в биологических.

Химическиеконсерванты для силосов.                                         Таблица2

Название

Состав, %

ВИК-1

муравьиная кислота  -27

уксусная кислота -27

пропионовая кислота -26

вода -20 

АИВ-2

муравьиная кислота -80

ортофосфорная кислота — 2

вода -18

ВИК-11

муравьиная кислота -80

уксусная кислота -9

пропионовая кислота -11

Былообнаружено, что по мере возрастания концентрации муравьиной кислоты в силосенаблюдалось снижение уровня молочной и уксусной кислот, как и ожидалось, атакже увеличивалась концентрация азота белка и ВРУ благодаря ингибированиюпротеолитической и дыхательной активности микроорганизмов. Однако использованиемуравьиной кислоты не всегда дает устойчивый эффект при силосовании.

Исследованияустойчивости силоса, обработанного муравьиной кислотой, к воздействию кислородапоказали, что некоторые дрожжи устойчивы к муравьиной кислоте и иногда вызываютаэробное брожение, как только бурты открывались для использования. До 50%муравьиной кислоты может быть потеряно в процессе силосования, и это такжеприводит к плохой консервации силоса. Однако промышленные препараты муравьинойкислоты еще достаточно широко используются в Великобритании и северной Европе. [1].

            Уксусная, пропионовая и акриловаякислоты, в качестве добавок к силосу, оказались менее эффективными, чеммуравьиная, для подавления ферментации. Кроме того, это слабые кислоты, и длядостижения ингибирования ферментации их надо вносить в большом количестве, чтоозначает неоправданные затраты.

            Благодаря известнымбактериостатическим свойствам формалин (40% водный раствор формальдегида)использовался как консервант еще в 30-х годах. Интерес к его использованиювозродился, когда были опубликованы результаты изучения обработаннойформальдегидом люцерны. Было обнаружено, что умеренные добавки формальдегидазащищают растительные белки от микробной атаки в рубце. Однако при полевомприменении его потери могут быть высоки из-за летучести, и даже в силосных ямахсодержание формальдегида постепенно уменьшается вследствие разложения, так чточерез 100 дней остается только 20% исходного содержания. Это приводит к порчесилоса из-за сочетания маслянокислого брожения по мере падения концентрацииформальдегида и последующей аэробной неустойчивости при вскрытии. Приприменении больших концентраций возникают другие проблемы. Защита растительногобелка умеренными концентрациями формальдегида может привести к тому, что приего высоких концентрациях микроорганизмы в рубце будут лишены доступного азотаи погибнут, что ухудшит переваривание белка в толстом отделе кишечника. Такжеобнаружено, что «свободный» формальдегид может переноситься в молоко. [1].

Большаячасть этих неприятностей исчезает, когда используют смеси формальдегида имуравьиной кислоты, которые эффективно уменьшают протеолиз и маслянокислуюферментацию и не мешают перевариванию белков, что приводит к увеличениюсодержания СВ в силосе.

2. Стимуляторы ферментации.

            Добавки, которые активно стимулируютферментационные процессы в силосе, используются уже много лет. Добавлениепатоки, как оказалось, увеличивает и содержание сухих веществ, и концентрациюмолочной кислоты, с последующим уменьшением рН и ингибированием роста вредныхмикроорганизмов, однако этот уровень рН еще позволяет расти молочнокислымбактериям. Добавка патоки к культурам с низким содержанием ВРУ, таким какбобовые, была только тогда полезна, когда применялись относительно высокие дозы(около 40-50 г/кг и более). При таких дозах не все доступные углеводыпревращаются в молочную кислоту лактобациллами, обычно присутствующими всилосе, и к концу ферментации сохранится довольно высокий остаточный уровеньВРУ. [1].

            Последняя группа промышленныхстимуляторов ферментации — это вещества, включающие молочнокислые бактериии/или ферменты, известные в совокупности как микробные или биологическиесилосные добавки.

            В таблице 3 представлены некоторыебактериальные закваски для силосования, которые разрабатывались в Институтемикробиологии и вирусологии Казахстана. [7].

Бактериальныезакваски для силосования.                                                Таблица3

Название

Место создания

Штаммы

Силосуемые растения

АМС “Казахсил”

Институт микробиологии и вирусологии АН Казахстана

Streptococcus lactis diastaticus (сухой)

Трудносилосуемые (бобовые, злаковые, травосмеси, тростник)

ПКБ

         

             “”

Propionibacterium shermanii

Высокосахаристые, легкосилосуемые (кукуруза, подсолнечник)

ПМБ

             “”

Lactobacterium pentoaceticus

Солома и грубостебельчатые остатки растений

Смешанные закваски: АПП (АМС, ПКБ, ПМБ)

             “”

Str. lactis diastaticus, P. shermanii,  L.pentoaceticus

Кукурузная солома

Силамп (АМС, ПКБ)

              “”

Str. lactis diastaticus, P. shermanii

Легкосилосуемые, высокосахаристые

АПП (АМС, ПМБ)

              “”

Str. lactis diastaticus, L.pentosus

Многолетние и однолетние с соломой, бобовые. солома

4. Роль молочнокислых бактерий в силосных добавках.

Качествоестественной ферментации силоса сильно зависит от числа и типа молочнокислыхбактерий, присутствующих в фураже во время закладки силоса. Из четырех родовмолочнокислых бактерий, связанных с силосом (Lactobacillus, Pediococcus,Streptococcus, Leuconostoc), со временем в силосной микрофлоре начинаютдоминировать Lactobacillaceae. На ранних стадиях, когда установился анаэробиоз,кокки быстро размножаются благодаря их норме реакции на кислотность (рН 6.5-5.0с оптимумом 5.5), хотя некоторые педиококки могут выживать при рН 4.0 из-за ихболее высокой толерантности к кислоте. [1]. Когда рНпадает ниже 5.5 начинают преобладать лактобациллы, и это положение сохраняетсяна протяжении всего периода консервации. Обнаружено, что процесс силосованияначинается гомоферментативными лактобациллами, такими как Lactobacillus plantarum и L. curvatus, а к концу 75-95% лактобацилл представленыгетероферментативными видами, преимущественно L. buchneri и L. brevis. Этообъясняется тем, что гетероферментативные лактобациллы более устойчивы куксусной кислоте, которую они также производят. Показано также, что может иметьместо сдвиг от чисто молочнокислого к смешанному брожению, включающемуреферментацию молочной кислоты под действием некоторых гомоферментативныхбактерий вследствие нехватки субстрата. [12].

Врайонах с умеренным климатом, где содержание сахара в фураже может быть низким,потребность молочнокислых бактерий в ВРУ силоса может опережать их поступление,и тогда может произойти изменение в схеме ферментации в сторону доминированиягетероферментативных молочнокислых бактерий. Значимость этих естественных схемферментации иллюстрируется следующими реакциями Lactobacillus spp… [12].

Реакциигомоферментативных молочнокислых бактерий:

глюкоза,фруктоза <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Wingdings;mso-no-proof:yes">à

2 молочнаякислота,

арабиноза,ксилоза <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Wingdings;mso-no-proof:yes">à

молочная кислота + уксусная кислота.

Потерисухого вещества не происходит. Потери энергии незначительно.

Реакциигетероферментативных молочнокислых бактерий:

глюкоза <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Wingdings;mso-no-proof:yes">à

молочная кислота + этанол + СО2

Потерисухого вещества 20%, энергии 1,7%.

Ростгетероферментативных Lactobacillus spp.в силосе ведет к образованию этанола и диоксида углерода споследующей потерей СВ и энергии.

 

Селекцияштаммов при разработке силосных добавок.

Выбранныевиды молочнокислых бактерий с целью включения их в силосные добавки должны:

1.Быстро  расти и быть способными к быстрому доминированиюнад местной силосной микрофлорой;

2.Быть гомоферментативными и, такимобразом, производить молочную кислоту из доступных ВРУ;

3.Быть устойчивыми к кислоте, покрайней мере, при рН 4.0;

4.Быть способными сбраживать гексозы,пентозы и фруктаны;

5.Не производить декстраны и никак невоздействовать на органические кислоты;

6.Обладать способность к росту притемпературе до 50 <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">°

С.

            Некоторые штаммы Lactobacillusplantarumобладают всеми этими свойствами, и потому  этот вид был выбран для включения вбиологические силосные добавки. Однако, т.к. Lactobacillus spp. медленнорастут, пока рН силоса не упадет до 5.0, продукт редко состоит исключительно изних. Обычно еще добавляют Pediococcus или Streptococcus spp., т.к. этивиды активны при рН 5.0 — 6.5 и, следовательно, отражая естественный ходферментации, кокки будут доминировать на ранних стадиях силосования, а при рНниже 5.0 они будут подавлены гомоферментативными Lactobacillus plantarum.

           

Дополнительные требования к микробиологическимдобавкам

 

            Любая бактериальная силосная добавкапомимо селектированных штаммов молочнокислых бактерий должна содержатьдостаточное число жизнеспособных бактерий, чтобы они могли доминировать вместной микрофлоре при добавлении в скошенную траву не менее 105 -106бактерий на 1 г травы. Когда биологические силосные добавки и инокуляты толькостали использоваться для силосования, в них было такое количествожизнеспособных бактерий, которое успешно обеспечивало силосование. Если кормасодержали достаточное количество пригодных к ферментации сахаров, онисилосовались без трудностей. Но с другой стороны зеленые корма (особенновыращенные в районах умеренного климата), могут иметь низкое содержание ВРУ(менее 8-20% от СВ), и биологические добавки, содержащие только молочнокислыебактерии, не всегда обеспечивают хорошую ферментацию из-за истощения допустимыхсахаров прежде, чем может быть достигнуто удовлетворительное значение рН. Крометого, наблюдалась тенденция использовать добавки, когда содержание СВ быломенее 25%, и в сочетании с тем, что содержание ВРУ было также низким, этипервые инокуляты были неспособны препятствовать вторичной клостридиальнойферментации. Когда на силос закладывали смешанный фураж — райграсс и клевер илидругие бобовые, например люцерну — результаты были еще хуже. Бобовые создаютлучшую буферную среду, чем другие травы, за счет высокого содержания органических кислот и белка, и поэтому вприсутствии бобовых для достижения необходимого рН требуется, чтобы бактериипроизводили больше молочной кислоты- задача почти не достижимая, если обекультуры были влажными и с низким содержанием ферментируемых сахаров.

            Стало ясно, что необходим способповышения содержания ферментируемых сахаров в самих кормах, так как, хотярастительные ферменты способны медленно производить некоторое добавочноеколичество ВРУ путем гидролиза гемицеллюлоз до пентоз, есть еще большой неиспользованныйисточник потенциально ферментируемых сахаров внутри неразрушенных растительныхклеток. Количество и тип углеводов, присутствующих  в травах, зависят от вида трав, погоды впериод роста и способов культивации. Большая часть углеводов в траве может бытьразделена на структурные углеводы, состоящие из лигнина и целлюлозы, и запасныеуглеводы, которые включают ферментируемые сахара (рис.3).В травах умеренногопояса волокна обычно составляют 30-40 % от СВ, основные запасные углеводы,фруктаны и гемицеллюлозы-5-7 % от СВ, истинные ферментируемые сахара -около 10% от СВ (это глюкоза, фруктоза, сахароза).У бобовых основной запасной углевод-крахмал.[17].

            В последние несколько лет появилисьсилосные добавки второго поколения, включающие различные смеси ферментов,способные гидролизовать многие из обычно неподдающихся запасных полисахаридовдо гексоз и пентоз, которые могут быть усвоены гомоферментативными молочнокислымибактериями. Структурные углеводы остаются нетронутыми, так  как лигнин и целлюлозу трудно эффективногидролизовать при нормальных условиях, существующих в силосе. Скорость целлюлазныхреакций мала, и поскольку эти ферменты требуют для эффективного гидролизаповышенной температуры и большого времени, реально они мало полезны. Однакоесть много выделенных из грибов доступных гемицеллюлаз и амило-глюкозидаз,котор

еще рефераты
Еще работы по сельскому хозяйству