В основному силосування пов'язують із запасом моно- і дисахаридів, що дають необхідне підкислення. Мінімальний їх зміст для доведення реакції середовища корму до рН 4.2 може бути названа цукровим мінімумом. Технічно визначити цукровий мінімум нескладно. Титруванням встановлюють необхідну кількість кислот для підкислення проби досліджуваного корму до рН 4.2. потім визначають кількість простих цукрів в кормі. Допускаючи, що близько 60% цукрів перетворюються на молочну кислоту, можна розрахувати, чи вистачає наявного цукру для належного підкислення корму [12].
Якість силосу у багатьох випадках не відповідає зоотехнічним вимогам. Це обумовлено порушенням технології силосування (тривале знаходження зеленої маси в полі, силосування перезрілої маси силосних культур, слабке утрамбовування при заповненні траншеї).
1.4. Недостатнє ущільнення і погане приховування силосних буртів.
Приведена причина може також привести до поганої консервації і великих втрат при силосуванні із-за доступу повітря (кисню). У таких умовах значення рН 4.0 не досягається. Отже, можуть швидко розмножуватися мікроорганізми, які звичайно інгібіровані анаеробіозом. Энтеробактерии і Clostridium, які інгубуются низькими значеннями рН, будуть здатні рости і утилізувати молочну кислоту. Білок і залишкові БРЕШУ з подальшою втратою харчової цінності силосу. Зростання видів Clostridium, що має оптимум при рН 7.2, не інгубуются до тих пір, поки рН не впаде нижче 5.5. Отже, в погано законсервованому вологому силосі вони можуть домінувати серед мікрофлори. Види Clostridium віддають перевагу також вищій вологості і силосу з низьким змістом СВ. [16].
Цукролітичні види, такі як Clostridium tyrobutyricum, використовують БРЕШУ і молочну кислоту в процесі свого зростання, і в силосі, який може спочатку мати низьку концентрацію молочної кислоти, неминуче ростиме рН із-за напрацювання масляної кислоти, яка слабкіша, ніж молочна.[13].
Протеолітичні види бактерій, такі як З.sporogenes, використовують багато з амінокислот силосу, продукуючи переважно масляну кислоту і аміак. Ці реакції міняють умови середовища, підсилюючи розвиток З.spp. Типові реакції З.spp приведені нижче.
Типові реакції клостридій, що розщеплюють цукру:
глюкоза - масляна кислота + 2 СО2 + 2 Н2
2 молочна кислота - масляна кислота + 2 СО2 + 2 Н2.
1. дезамінування
лізин - оцтова кислота + масляна кислота + 2 NH3,
2. декарбоксилювання
глутамінова кислота -g - аміномасляна кислота + СО2
3. окислювально-відновна реакція
аланін + 2 гліцин - оцтова кислота + 3 NH3 + СО2.
Згодовування коровам, молоко яких йде на сир, недоброякісного силосу, що піддавався маслянокислому бродінню, викликає в сирі подібне бродіння.
Також небажані в силосі і дріжджі. Звичайно після початкового швидкого розмноження аеробні види, такі як Candidas spp. і Pichia spp., «залишаються в сплячці» в анаеробних умовах, поки силос не відкриють для годування тварин. Аеробне псування силосу на поверхні бурту може бути дуже швидким і приводити до повної втрати поживності, супроводжуючись утворенням діоксиду вуглецю, води і виділенням теплоти, як видно з приведених нижче типових реакцій дріжджів.
Анаеробіоз:
глюкоза - 2 етанол + 2 СО2 + 64,7 кДж.
Втрата сухої речовини 100%, енергії 9%.
Аеробіоз:
глюкоза + 6 О2 - 6 СО2 + 6 H2O + 710,5 кДж.
Втрата сухої речовини і енергії - 100%.
Якщо анаеробні умови встановлюються швидко, а досягнення низького рН запізнюється, то, крім видів роду Clostridium, проблеми можуть виникати також із-за дріжджів. Будучи стійкими до слабокислих умов, анаеробні дріжджі, наприклад Torulopsis spp., конкурують з молочнокислими бактеріями за цукру, які вони перетворюють на етанол і діоксид вуглецю з втратою СВ і підвищенням температури силосу. [9].
Отже, біологічні добавки до силосу повинні бути здатні швидко починати ферментацію і зберігати низьке значення рН в перебігу всього періоду освіти і збереження силосу. Зволікання може бути чревато втратою живильних речовин.
Повернемося до основних бактерій, що беруть участь в силосуванні - молочнокислим бактеріям. Серед молочнокислих бактерій силосу є коків і неспоротворні палички: Streptococcus lactis, S. thermophilus, Lactobacillus plantarum, а з представників другої - L. brevis. Ці мікроби - анаероби. На характері продуктів, що утворюються молочнокислими бактеріями, позначаються не тільки біохімічні особливості тієї або іншої культури, але і вид вуглеводів. У рослинній сировині є пентозани, що дають при гідролізі пентози. Тому навіть при дозріванні силосу, що нормально йде, в ньому звичайно накопичується деяка кількість оцтової кислоти, яка також утворюється, як відомо, деякими іншими молочнокислими бактеріями з гексоз. Більшість молочнокислих бактерій живуть при температурі 7...42°С (оптимум близько 25...30°С). Відмічено, що при розігріванні до 60...65°С в ньому накопичується молочна кислота, яку продукують деякі термотолерантні бактерії, наприклад Bacillus subtilis.
Третя фаза бродіння корму - кінцева - пов'язана з поступовим відмиранням в дозріваючому силосі збудників молочнокислого процесу. До цього часу силосування підходить до природного завершення.
Про якість корму, що силосується, можна судити по складу органічних кислот, що накопичилися при бродінні (таблиця 1.4.1.). [12].
Таблиця 1.4.1
Зразкове співвідношення кислот в силосі різної якості
| Якість силосу | Реакція середовища | Співвідношення кислот |
| Дуже добре | 4,2 і нижче | молочна - 60% і більш оцтова - 40% і менш, масляна - 0% |
| Добре | 4.5 і нижче | молочна - 40-60 %, оцтова - 60-40%, масляна - сліди |
| Середнє | близько 4.5 | молочна - 40-60% оцтова - 60-40%, масляна - до 0,2% |
| Погане | вище 4.7 | молочна - мало масляна - значно |
| Дуже погане | вище 5.5 | переважають летючі кислоти, у тому числі і масляна |
1.5. Силосні добавки.
По їх дії на процес ферментації силосні добавки діляться на 2 основних групи: інгібітори і стимулятори ферментації. Інгібітори- це кислотні добавки (сірчана і мурашина кислоти) і консерванти (наприклад, формальдегід і параформальдегід). Стимулятори - це джерела вуглеводів - патока і барда - або різноманітні добавки, такі як молочнокислі бактерії і ферменти.
1.5.1. Інгібітори ферментації.
Досліди по годуванню показали, що силос з рН нижче 3.0 (таке значення легко досягти за допомогою сильних неорганічних кислот) був неприємним для тварин, і навіть якщо вони його ялини, викликав ацидоз в рубці. Була обчислена кількість кислоти, необхідне для досягнення рН 3.6-4.0, придатнішого для живлення тварин, що проте все ще інгібірує деякі шкідливі процеси ферментації. Хоча сірчана кислота і суміш сірчаної і соляної кислот як добавки були популярні в багатьох північноєвропейських країнах, вони поступово вийшли з вживання через корозійну дію і виникнення проблем, зв'язаних з використанням цих кислот.
Ще в двадцятих років було запропоновано як добавки використовувати органічні кислоти. Але розбризкування суміші мурашиної і соляної кислот по силосній масі не привело до успіху. Невдача була пов'язана в основному з трудністю рівномірного розподілу кислоти в товщі силосної маси, але з появою спеціальних збиральних машин і накопичувальних фургонів стало можливим окропляти кормову культуру мурашиною кислотою відразу після скошування. Зокрема, використання добавок мурашиної кислоти стало промислово доступним в 50-х роках. Хоча мурашина кислота слабкіша за неорганічні кислоти, вона знижує значення рН нижче 4.0, якщо додавати її в концентрації, пропорційній змісту СВ. Мурашина кислота володіє антибактеріальною активністю за рахунок поєднання дії водневого іона і бактерицидності самої недисоційованої кислоти. Хоча вона діє інгібуюче на Clostridium spp., ентеробактерії і деякі штами Streptococcus spp. і Pediococcus spp., але при цьому значенні рН не повністю пригнічує Lactobacillus spp. і, таким чином, деяка мікробна активність зберігається. [9].
До створення спеціальних заквасок використовували головним чином хімічні консерванти (таблиця 1.5.1.1.), [5], до складу яких входить від однієї до трьох органічних кислот, метаболітами пропіонових бактерій, що є також, правда, частка мурашиної кислоти превалює у складі хімічних консервантів і дуже мала в біологічних.
Хімічні консерванти для силосів.
| Назва | Склад % |
| ВИК-1 | мурашина кислота -27оцтова кислота -27пропіонова кислота -26вода -20 |
| АИВ-2 | мурашина кислота -80ортофосфорная кислота - 2вода -18 |
| ВИК-11 | мурашина кислота -80оцтова кислота -9пропіонова кислота -11 |
Було виявлено, що у міру зростання концентрації мурашиної кислоти в силосі спостерігалося зниження рівня молочної і оцтової кислот, як і очікувалося, а також збільшувалася концентрація азоту білка і БРЕШУ завдяки інгібіруванню протеолітичної і дихальної активності мікроорганізмів. Проте використання мурашиної кислоти не завжди дає стійкий ефект при силосуванні.
Дослідження стійкості силосу, обробленого мурашиною кислотою, до дії кисню показали, що деякі дріжджі стійкі до мурашиної кислоти і іноді викликають аеробне бродіння, як тільки бурти відкривалися для використання. До 50% мурашиної кислоти може бути втрачений в процесі силосування, і це також приводить до поганої консервації силосу. Проте промислові препарати мурашиної кислоти ще досить широко використовуються у Великобританії і північній Європі. [1].
Оцтова, пропіонова і акрилова кислоти, як добавки до силосу, виявилися менш ефективними, чим мурашина, для придушення ферментації. Крім того, це слабкі кислоти, і для досягнення інгібірування ферментації їх треба вносити у великій кількості, що означає невиправдані витрати.
Завдяки відомим бактеріостатичним властивостям формалін (40% водний розчин формальдегіду) використовувався як консервант ще в 30-х роках. Інтерес до його використання відродився, коли були опубліковані результати вивчення обробленої формальдегідом люцерни. Було виявлено, що помірні добавки формальдегіду захищають рослинні білки від мікробної атаки в рубці. Проте при польовому застосуванні його втрати можуть бути високі через летючості, і навіть в силосних ямах зміст формальдегіду поступово зменшується унаслідок розкладання, так що через 100 днів залишається тільки 20% початкового змісту. Це приводить до псування силосу через поєднання маслянокислого бродіння у міру падіння концентрації формальдегіду і подальшої аеробної нестійкості при розтині. При застосуванні великих концентрацій виникають інші проблеми. Захист рослинного білка помірними концентраціями формальдегіду може привести до того, що при його високих концентраціях мікроорганізми в рубці будуть позбавлені доступного азоту і загинуть, що погіршить переварювання білка в товстому відділі кишечнику. Також виявлено, що «вільний» формальдегід може переноситися в молоко. [1].