Подписка на обновления
|
Способ управления процессом ферментации силоса![]() Способ управления процессом ферментации силосаМнение специалиста-микробиолога
1. Молочнокислое брожение. В растениях за счет наличия в их соке сахаров молочнокислое брожение осуществляется в течение достаточно короткого временного периода, включая рост популяции молочнокислых бактерий и синтез ими молочной кислоты (в данном случае вторичного метаболита). Рост молочнокислых бактерий замедляется при снижении концентрации углеводов, и соответственно уменьшается скорость синтеза лактата. Пропионат вырабатывается в небольших количествах, как принято считать, в результате деятельности лактат-утилизаторов. В то же время синтезируется ацетат, вероятно, из двух источников — глюкозы, образующейся при гидролизе целлюлозы, и некрахмалистых полисахаридов (НПС), в том числе фруктозанов, с образованием короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК). В итоге короткий период роста молочнокислых бактерий и синтеза лактата не способствует накоплению пропионата; более того, кислоты утилизируются другими микроорганизмами, pH возрастает и формируется среда, способствующая росту патогенных Clostridium, которые утилизируют глюкозу, а при доступе кислорода создаются благоприятные условия для роста грибов (в том числе Fusarium) и образования токсинов.
2. Управляемое силосование. Основная идея — создание специальных условий для роста культуры Lactobacillus acidophilus и синтеза молочной кислоты. Можно предположить, что увеличение объема лактата за счет пролонгированной ферментации в свою очередь позволит уже в силосной массе увеличить пул пропионата — основного прекурсора глюкозы крови и энергии. В то же время увеличение биомассы Lactobacillus и ряда других культур — деструкторов НПС (фруктозанов травы) будет способствовать увеличению пула КЦЖК, в том числе пропионата. Получаемая в этом случае длительность консервации с pH в кислой зоне препятствует развитию Clostridium и образованию токсинов. 3. В рубце коровы в условиях введения регуляторов роста (таких как регулятор Полис) и активности микробиоты на фоне концентратного кормления с включением добавки Полис создается аналогичная ситуация с образованием необходимого количества пропионата, основного прекурсора глюкозы и получения энергии. 4. В этой связи правильным решением является создание синергидного эффекта в рубце и силосной яме с получением дополнительной энергии в виде КЦЖК. Это возможно при условии пролонгирования молочнокислой ферментации в процессе силосования. Какие параметры силоса на сегодня приняты как индикаторы его качества? Это кислоты — молочная, уксусная, пропионовая — как результат ферментации сока травы несколькими видами молочнокислых и пропионовокислых бактерий. Соответственно, pH в пределах 4,0–4,2. Белок, образуемый за счет сахаров травы и синтеза микробной массы, должен быть в определенных пределах, что должно подтверждать эффективность ферментации. Расчетная обменная энергия, которую должна получить корова, — также в определенных пределах. Имеется в виду, что все эти показатели сохраняются достаточно долгое время, и в этом смысл термина «консервация силоса», то есть корова в любой момент должна употреблять полноценную клетчатку. Если так, то даже для неуправляемого рубца (концентраты) корова получила бы в итоге в ежедневном режиме пул КЦЖК, в том числе пропионат, что позволило бы снимать дефицит энергии. К сожалению, не все так просто. Дело в том, что силос — это все-таки мультивалентная ферментация, в которой молочнокислое брожение занимает неопределенную долю и сильно зависит от многих факторов (вид травы, влажность, оптимальная температура для развития молочнокислых бактерий, фаза цветения растений и др.). Получаемый целевой продукт лактат (вторичный метаболит) используется лактат-утилизаторами для роста или трансформации в другие продукты, в том числе пропионат. Кроме того, известно, что именно молочнокислые бактерии обладают уникальной способностью использовать некрахмалистые полисахариды фруктозаны для своего роста с образованием КЦЖК (схема Вайнштейна, см. рисунок).
В этой связи можно предположить, что в силосе водорастворимые фруктозаны (до 50% клетчатки) также могут быть мишенью для молочнокислых микроорганизмов в какой-то период ферментации. Длительность этого периода, эффективного для коровы, неопределенна и лимитируется доступностью субстрата (легкоусвояемые углеводы) для роста молочнокислых и «вторичного» синтеза лактата.
На наш взгляд, если говорить о роли силоса в процессе образования энергии для коровы с учетом всех ее потребителей, то необходимо прежде всего считаться с законами микробиологии и, соответственно, оценивать не только внешние параметры, а в целом микробиологическую картину в динамике. Таким образом, в обычных условиях силос не обеспечивает синергидный эффект влияния на «отрицательный баланс» энергии совместно с активностью рубцовой микробиоты. Мы предполагаем, что это объясняется недостаточной активностью молочнокислой ферментации, которая никак не контролируется и не управляется.
Каким образом можно придать силосной массе способность обеспечить синергидный эффект в устранении дефицита энергии у коров?
В течение ряда лет мы проводили исследования эффективности использования культуры штамма Lactobacillus acidophilus, полученного от теленка. Было установлено, что штамм обладает высокой способностью к синтезу лактата и устойчивостью к концентрации лактата. При введении в состав корма в виде ацидофилина (108–1010 КОЭ) данная культура обеспечивает снятие диареи у коров, снижение соматических клеток, уровня мастита, увеличение молочной продуктивности. Это свидетельствует о том, что культура имеет признаки «аборигена» и повышает энергетический статус животных, что, на наш взгляд, объясняется ее способностью к синтезу КЦЖК из фруктозанов. Важно, что культура осуществляет гомоферментативное брожение с образованием основного продукта — молочной кислоты. В настоящее время мы впервые организовали крупномасштабное производство ацидофильной культуры для крупного рогатого скота, что дает возможность регулярного ее введения в рацион. С учетом вышеизложенной ситуации с силосом дальнейшая задача заключалась в разработке специальной обогащенной ферментационной среды для выращивания посевного материала (закваски) для силосования. Эта среда создает условия для пролонгированного роста культуры и длительного синтеза молочной кислоты в силосной массе. Опыты с внесением Lactobacillus acidophilus при закладке ямы проводились в течение трех лет. С точки зрения формалитета все принятые показатели качества находились в норме. Установлено, что в течение всего времени использования опытных ям с внесением Lactobacillus acidophilus: наблюдался постоянно высокий уровень белка в консервируемом зеленом корме. Это биомасса прежде всего лактат-синтезаторов, что позволяет снижать количество белков корма (шрота, жмыха); уровень жизнеспособности Lactobacillus acidophilus поддерживался в пределах 105–106 КОЭ в течение всего периода эксплуатации ямы. Доказано, что в течение всего времени кормления из опытных ям молочная продуктивность коров отличалась стабильностью и более высокими показателями в сравнении с обычным методом силосования (импортные закваски, химические консерванты). Таким образом, предлагаемый нами способ силосования с использованием штамма Lactobacillus acidophilus может обеспечить хозяйству синергидный эффект по снятию дефицита энергии у крупного рогатого скота в течение всего процесса лактации при условии включения источников регуляторов обмена в рацион коров.
|