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 - масляная кислота + 2 СО2 + 2 Н2,
2 молочная кислота - масляная кислота + 2 СО2 + 2 Н2.
Типичные реакции протеолитических клостридий:
1. дезаминирование
лизин - уксусная кислота + масляная кислота + 2 NH3 ,
2. декарбоксилирование
глутаминовая кислота - g - аминомасляная кислота + СО2 ,
3. окислительно-восстановительная реакция
аланин + 2 глицин - 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 - 2 этанол + 2 СО2 + 64,7 кДж.
Потеря сухого вещества 100%, энергии 9%.
Аэробиоз:
глюкоза + 6 О2 - 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].
До создания специальных заквасок использовали главным образом химические консерванты (таблица 2), [4] , в состав которых входит от одной до трех органических кислот, являющихся также метаболитами пропионовых бактерий, правда, доля муравьиной кислоты превалирует в составе химических консервантов и очень мала в биологических.
Химические консерванты для силосов. Таблица 2
| 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 |
Было обнаружено, что по мере возрастания концентрации муравьиной кислоты в силосе наблюдалось снижение уровня молочной и уксусной кислот, как и ожидалось, а также увеличивалась концентрация азота белка и ВРУ благодаря ингибированию протеолитической и дыхательной активности микроорганизмов. Однако использование муравьиной кислоты не всегда дает устойчивый эффект при силосовании.
Исследования устойчивости силоса, обработанного муравьиной кислотой, к воздействию кислорода показали, что некоторые дрожжи устойчивы к муравьиной кислоте и иногда вызывают аэробное брожение, как только бурты открывались для использования. До 50% муравьиной кислоты может быть потеряно в процессе силосования, и это также приводит к плохой консервации силоса. Однако промышленные препараты муравьиной кислоты еще достаточно широко используются в Великобритании и северной Европе. [1].
Уксусная, пропионовая и акриловая кислоты, в качестве добавок к силосу, оказались менее эффективными, чем муравьиная, для подавления ферментации. Кроме того, это слабые кислоты, и для достижения ингибирования ферментации их надо вносить в большом количестве, что означает неоправданные затраты.
Благодаря известным бактериостатическим свойствам формалин (40% водный раствор формальдегида) использовался как консервант еще в 30-х годах. Интерес к его использованию возродился, когда были опубликованы результаты изучения обработанной формальдегидом люцерны. Было обнаружено, что умеренные добавки формальдегида защищают растительные белки от микробной атаки в рубце. Однако при полевом применении его потери могут быть высоки из-за летучести, и даже в силосных ямах содержание формальдегида постепенно уменьшается вследствие разложения, так что через 100 дней остается только 20% исходного содержания. Это приводит к порче силоса из-за сочетания маслянокислого брожения по мере падения концентрации формальдегида и последующей аэробной неустойчивости при вскрытии. При применении больших концентраций возникают другие проблемы. Защита растительного белка умеренными концентрациями формальдегида может привести к тому, что при его высоких концентрациях микроорганизмы в рубце будут лишены доступного азота и погибнут, что ухудшит переваривание белка в толстом отделе кишечника. Также обнаружено, что «свободный» формальдегид может переноситься в молоко. [1].