Микробиологические процессы при силосовании кормов и их регулирование

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ СИЛОСОВАНИИ

Основная цель силосования — сохранение в силосе и сечение более или менее длительного времени питательных веществ и витаминов, находящихся в свежем сочном корме.

Сущность силосования заключается в консервировании растений, плотно уложенных в хранилище, органическими кислотами, которые образуются в результате жизнедеятельности бактерий из сахара, содержащегося в силосуемой массе.

Основным условием, обеспечивающим успех силосования, является создание в силосуемом корме такой среды, в которой деятельность микробов, вызывающих нежелательные процессы брожения, будет невозможной.

Степень кислотности среды, или истинная кислотность, обозначается условно знаком рН. При рН, равной 7,0, реакция среды нейтральная. Уменьшение этого числа указывает на подкисление среды, а увеличение-с па подщелачивание.

Для того чтобы процесс силосования проходил интенсивно, необходимо создать благоприятные условия для развития молочнокислых бактерий, быстро повышающих кислотность корма до уровня (рН 4—4,2), при котором невозможно развитие нежелательных процессов брожения. В результате жизнедеятельности этих бактерий сахар силосуемых растений в большей своей части превращается в молочную кислоту. Так, при силосовании кукурузы и других культур, богатых сахаром, процесс их заквашивания заканчивается за 4—6 дней.

Молочнокислое брожение. Молочнокислые бактерии представляют очень большую группу микроорганизмов, вырабатывающих в качестве основного продукта своей жизнедеятельности молочную кислоту. Эти бактерии по составу продуктов брожения делятся на две основные группы: гомоферментативные, образующие при сбраживании Сахаров в основном молочную кислоту, и гетеро-ферментативные, вырабатывающие из Сахаров наряду с молочной кислотой уксусную кислоту и другие продукта брожения.

В процессе брожения молекула сахара распадается па две молекулы молочной кислоты.

В благоприятных условиях каждая микробная клетка производит за один час столько молочной кислоты, что вес ее превышает в 3 раза вес самой клетки.

Молочнокислое брожение связано с некоторыми потерями углеводов. Эти потери составляют около 3% калорийности использованного сахара. Помимо гексоз, молочнокислые бактерии сбраживают и пентозы, в результате чего образуются молочная и уксусная кислоты:

Молочнокислые бактерии размножаются при довольно широких колебаниях температуры в силосуемой массе. Наиболее распространенные представители этих бактерий живут при температуре от 7 до 42° тепла; оптимальная Для них температура 25—30°. Отдельные виды молочнокислых бактерий размножаются и при более высокой температуре (50—60°).

Молочнокислые бактерии могут существовать как в присутствии кислорода, так и без него. Сам процесс молочнокислого брожения не требует кислорода, так как он протекает с выделением энергии, что и обеспечивает этим бактериям возможность существования без кисло-рода. Поэтому молочнокислые бактерии хорошо развиваются в плотно уложенной силосуемой массе.

Технология силосования растительного сырья должна быть направлена на то, чтобы создать благоприятные условия для развития молочнокислого брожения.

Пропионовокислое брожение возникает в результате жизнедеятельности пропионовокислых бактерий. По своим физиологическим особенностям они относятся к анаэробам (не нуждаются в кислороде воздуха). Оптимальная температура для них — в пределах 14—35°.

Однако, по имеющимся данным, в силосуемой массе пропионовая кислота образуется как продукт жизнедеятельности некоторых групп молочнокислых бактерий. Эти микроорганизмы превращают молочную кислоту, а также глюкозу, маннозу и ряд других соединений в про-пионовую и уксусную кислоты.

При силосовании всегда образуется некоторое количество пропионовой кислоты. Наличие ее не влияет отрицательно на органолептические свойства силоса и его кормовое достоинство.

Маслянокислое брожение вызывается спороносными бактериями. Сахар при этом брожении распадается на глюкозу, масляную кислоту, углекислый газ, водород;

Йогут получаться также уксусная, пропионовая, мурашиная кислоты, этиловый и бутиловый спирты, ацетол-маслянокислые бактерии способны переводить молочную кислоту в масляную.

Оптимальная температура для развития маслянокис-1м бактерий около 30—35° тепла, минимальная 8—10°, максимальная 45°. Однако их споры сохраняют жизнеспособность и при более высокой температуре, чем и объясняется образование масляной кислоты в силосной массе, подвергавшейся значительному разогреванию.

Маслянокислые бактерии хорошо размножаются лишь при полном отсутствии кислорода. Они не могут существовать в такой кислой среде, как молочнокислые. Как указывалось, минимальное значение рН для них 4,7. Поэтому предотвратить маслянокислое брожение в силосе возможно путем быстрого накопления в нем молочной кислоты.

Маслянокислое брожение в силосе нельзя допускать по следующим причинам: масляная кислота придает силосу неприятный запах, в результате гниения белковых веществ в силосе накапливается аммиак, молоко бывает непригодно для сыроварения.

В недоброкачественном силосе наряду с маслянокислыми бактериями могут размножаться и бациллы ботулизма, накапливающие в среде сильнодействующий токсин. Бациллы ботулизма обычно попадают в силосуемую массу с частицами почвы. Поэтому зеленая масса, предназначенная для силосования, должна быть чистой.

В силосуемой массе могут развиваться также бактерии группы кишечной палочки, энергично образующие 1,131,1, в основном углекислоту и водород. Белки при воздействии на них кишечной палочки подвергаются гнилостному распаду. Оптимальная температура среды для них 37—40° тепла. Развиваются как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Минимальное значение рН около 4,7.

При правильном силосовании бактерии кишечной палочки встречаются в большом количестве лишь в начале процесса, так как нарастающая кислотность в силосуемой массе быстро подавляет их развитие.

Бактерии, вызывающие гнилостный распад белков, широко распространены в природе. Предотвратить развитие гнилостной микрофлоры в силосуемом корме возможно только быстрым его подкислением, так как в среде, рН которой ниже 4,4, они погибают.

Дрожжи и плесени. В силосе всегда обнаруживается некоторое количество дрожжевых грибков. При размножении их образуются спирт и некоторые ароматические вещества, улучшающие запах корма. Дрожжи кислотоустойчивы и могут жить при рН 2,5—3,0. Оптимальная температура для их развития 25—30° тепла. Дрожжевое брожение не ухудшает качества силоса, но при сильном развитии оно сопровождается значительными потерями питательных веществ в этом корме.

Отрицательно влияет на качество силоса появление в нем плесени. Плесневые грибы хорошо растут в кислой среде, выдерживая рН 1,2—1,6. Это — аэробные организмы. При плохой изоляции от воздуха силос покрывается плесенью, которая при недостаточном уплотнении массы проникает в него на большую глубину.

Плесневые грибы используют для своего питания молочную и уксусную кислоты, вследствие чего, развиваясь в силосе, они резко понижают его кислотность и дают возможность возникать гнилостному брожению. Поэтому плесневение, как правило, сопровождается загниванием корма. Скармливать силос, пораженный плесенью, нельзя, так как продукты жизнедеятельности ряда грибов вредны для животных и могут вызвать заболевания.

В результате развития в силосуемом корме различных видов микроорганизмов определяются следующие фазы созревания силоса.

Фаза развития смешанной микрофлоры. Заложенная в хранилище силосная масса уплотняется, растительные клетки теряют тургор и выделяют сок, который служит питательной средой для микроорганизмов. Одновременно начинают размножаться многие виды бактерий — гнилостные, кишечная палочка, дрожжи, молочнокислые и др. Возбудителей маслянокислого брожения в первоначальную фазу смешанного брожения бывает мало. При плотной укладке корма, способствующей развитию преимущественно молочнокислых бактерий, эта фаза брожения заканчивается в короткий срок. При рыхлой укладке фаза смешанного брожения продолжается долго, что отрицательно влияет на качество сена.

Фаза основного брожения. Главную роль в ней играни молочнокислые бактерии. Они энергично подкисляют корм и подавляют другие виды микрофлоры, если в силусмой массе достаточно сахара. Если же из-за недостатке сахара молочнокислое брожение идет медленно, СИЛОС слабо подкисляется, в нем одновременно с молочной образуется масляная кислота. В эту фазу развития добавляют дрожжи, образуя спирт.

Конечная фаза брожения. Возбудители молочнокислого процесса постепенно отмирают. Молочная кислота При определенной концентрации становится вредной для самих молочнокислых бактерий, и они погибают. Условным моментом созревания силоса, при котором обеспечивается его нормальное хранение, считается, как укапывалось выше, подкисление его до рН 4,2. Качество силоса характеризуется количеством и соотношением ор-, панических кислот (табл. 2).

Таблица 2

Соотношение различных органических кислот в силосе

Таким образом, в хорошем силосе преобладает свободная молочная кислота, а свободная уксусная по отношению к ней составляет 25—30%. Присутствие масляной кислоты не допускается.

Ухудшение качества силоса связано со снижением количества свободной молочной кислоты и нарастанием содержания масляной кислоты.