Разработка технологии получения и применения бактериального биоконсерванта

Процесс созревания силоса является практически исключительно микробиологическим процессом. Ученых всегда привлекала идея регулировать данный процесс путем внесения в силосуемую массу специально отселектированных молочнокислых бактерий. История разработки заквасок для силосования насчитывает уже более полувека, однако, трудно сказать, что их применение всегда было эффективным.
В последние годы в сельскохозяйственной микробиологии проведена большая работа по совершенствованию заквасок. С одной стороны в результате большой селекционной работы получены новые штаммы молочнокислых бактерий, которые приобрели дополнительные полезные свойства (например, осмотолерантность). В результате чего существенно повысилась эффективность в применении силосных заквасок. Сок зеленых растений, образующийся при силосовании, имеет высокое осмотическое давление и тормозит развитие обычных бактерий. Осмотолерантные молочнокислые бактерии в силосуемой зеленой массе вследствие этого размножаются значительно быстрее, больше синтезируют молочной кислоты. Именно быстрое подкисление силосуемой зеленой массы и обеспечивает высокое качество силоса. С другой стороны, в результате проведенных усовершенствований технологии их производства, отработки норм внесения позволили стабилизировать высокую эффективность действия силосных заквасок.
Основной задачей ученых является, разработка технологии производства и применения кормового биоконсерванта. Присутствующие в биоконсерванте кормовом гомоферментативные, факультативно-анаэробные молочнокислые и пропионовокислые микроорганизмы, способствуют получению умеренно-кислого силоса с минимальным сбраживанием легкоферментируемых сахаров и накоплению в основном молочной и пропионовой кислот. Подбор штаммов исключает антагонизм молочнокислых и пропионовокислых микроорганизмов, но угнетает деятельность гнилостных, маслянокислых бактерий и плесневых грибов.
Силос, произведенный с таким биоконсервантом, имеет высокие диетические свойства. Это обеспечивает увеличению потребления корма, кроме того активизация бродильных процессов способствует повышению удоя, качества молока за счет синтеза в рубце пропионовой кислоты, повышения содержания сахаров в крови, оптимизация количества кетоновых тел и щелочного резерва. Рацион с силосом такого качества способствует сохранению здоровья животных, снижению выбытия скота в процессе выбраковки и улучшению показателей воспроизводства.
Консервант представляет собой жидкую суспензию из молочной сыворотки и бактериального концентрата, который состоит из смеси штаммовых культур молочнокислых кокков ‒ Lactococcus lactis subsp. lactis, молочнокислых бактерий ‒ Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum и пропиновокислых бактерий ‒ Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii. Хранят биоконсервант при температуре ‒ 2–10 С. Срок годности ‒ 3 месяца.
Входящие в состав микрофлоры культуры используются при производстве ферментированных молочных продуктов в России и за рубежом и включены в перечень микроорганизмов с документально подтвержденной историей безопасного использования в пищевых продуктах (Бюллетень Международной Молочной Федерации № 377/2002) и согласно классификации микроорганизмов, приведенной в Санитарных правилах СП 1.2.731‒99, относятся к микроорганизмам не патогенным для человека.
Доза внесения биоконсерванта 50 мл на 1 тонну зеленной массы. Для удобства внесения и создания эффекта более полного распределения вносимого консерванта в консервируемое сырье, эту дозу растворяют в 2 л подсоленной, до концентрации 0,9 %, воды, то есть 9 г поваренной соли на 1 л воды, и эти 2 л рабочего раствора вносят на 1 т зеленной массы. Таким образом, 1 л биоконсерванта способен законсервировать 20 т зеленного сырья.
Очень важно, равномерное послойное внесение биоконсерванта в траншеи (каждый последующий слой, желательно, обрабатывать, не превышая его толщину в 0,5 м). Идеальным считается, внесение биоконсерванта путем распыления на силосоуборочных комбайнах через специально оборудованные распылительные устройства из расчета 2 л рабочего раствора на 1 т консервируемого сырья. Внесение закваски должно сочетаться с тщательным уплотнением силосуемой массы и укрытием синтетической пленкой.
Побочных явлений после скармливания силоса животным, приготовленного с использованием данного биоконсерванта, не наблюдается. Противопоказаний для его применения не установлено. Продукцию животноводства, полученную с применением кормов, приготовленных с внесением данного биоконсерванта, можно использовать в пищевых целях без ограничений.
Антагонистическое воздействие комплекса молочнокислых и пропионовокислых микроорганизмов на гнилостную микрофлору обусловливает: лучшее сохранение белка на 15‒20 %; сохранность сухого вещества на 90‒95 %, органического на 90‒95 %, в т. ч. сырого протеина на 85‒95 %, каротина на 75‒85 % и повышению его переваримости на 5‒15 %; лучшее сохранение витаминов А и С; увеличению биосинтеза витаминов группы В; улучшение качества кормов по составу органических кислот и аминокислот; исключение накопления в кормах опасной концентрации масляной кислоты; обогащение кормов чистыми культурами молочнокислых и пропионовокислых микроорганизмов, что способствует нормализации и стабилизации микрофлоры пищевого тракта и в целом – жизнедеятельности жвачных животных; получение умеренно кислых кормов с хорошими вкусовыми качествами и запахом.
Повышаются производственные показатели, так как корма значительно лучше поедаются, что способствует увеличению продуктивности животных, а именно: повышаются приросты живой массы откормочных животных и удои молока на 5‒10 %, содержание жира в молоке на 0,1‒0,2 %, уменьшается кислотность молока на 1‒2 °Т, снижается расход кормов на единицу животных.
Бактериальный биоконсервант эффективно консервирует люцерну, бобово-злаковые травосмеси, злаковые травы и кукурузу. Температура в консервируемом сырье за счет работы биоконсерванта ниже на 2 и более градусов. Он восполняет запас легкосбраживаемых сахаров за счет расщепления крахмала и гемицеллюлоз (ксилоза, арабиноза) до моносахаров. Очень важно, что биоконсервант раскисляет силос из легкосилосующегося сырья путем расщепления избытка молочной кислоты в виде лактатов в пропионовую кислоту и ее соли в жестко анаэробных условиях.
Разработаны технические условия (СТО 00417958‒001‒2012).
Основные исследования проводятся на кафедре биотехнологии, биохимии и биофизики Кубанского госагроуниверситета. Кафедра располагает всем необходимым объемом оборудования и освоенных методик для получения необходимого объема информации.
Апробация лабораторных образцов биоконсерванта проведена на молочно-скотоводческой ферме «Наша Родина» Гулькевичского района. Планируется увеличение предприятий, используемых представляемую разработку.
Применение силоса, полученного при применении разработанного биоконсерванта, стимулирует активизацию бродильных процессов, способствует повышению удоя, качества молока за счет синтеза в рубце пропионовой кислоты, повышения содержания сахаров в крови, оптимизация количества кетоновых тел и щелочного резерва. Рацион с силосом такого качества способствует сохранению здоровья животных, снижению выбытия скота в процессе выбраковки и улучшению показателей воспроизводства.