Можете ли вы представить себе человека, отдавшего предпочтение кружке восстановленного сухого молока вместо стакана свежего натурального? Ответ на этот вопрос очевиден.
Если перенести эту аналогию на область распространения продукции для кормопроизводства, то возникает некоторое недоумение по поводу обилия на отечественном рынке заквасок на основе высушенных штаммов лактобактерий.
Конечно, логика производителей сухих заквасок вполне понятна: удобство расфасовки, простота транспортировки при территориальной удаленности производственных предприятий от потребителя, увеличение срока годности препаратов, отсутствие зависимости от температурных условий при хранении.
Однако, как показывает опыт прошлых лет, перед специалистами и руководителями многих хозяйств, применяющими сухие закваски на основе лактобактерий, в сезон вскрытия траншей возникает ряд проблем: испорченный силос с низкими биохимическими показателями качества, а также падение удоев и ухудшение состояния здоровья животных при его скармливании.
Располагая более чем 30-летним опытом в области производства заквасок и высокооснащённой современной научной базой, мы задались целью разобраться в сложившейся ситуации.
Высушенные лактобактерии в силосе неконкурентноспособны
Исследование силосов проводили с использованием метода NGS-секвенирования (Next-Generation Sequencing). NGS-секвенирование – это один из наиболее современных молекулярно-генетических методов для исследования видового состава микробных сообществ, основанный на изучении особенностей структуры ДНК, без высева на питательные среды. Молекулярно-генетические исследования кормов произвели революцию в области микробиологии силосования. Благодаря их использованию признано существование гораздо большего числа микроорганизмов, чем предполагалось ранее: число ранее известных бактерий составляет не более 50%.
Рисунок 1 наглядно иллюстрирует то, что в силосе, заложенном с сухой закваской, получили возможность бурно развиваться представители нежелательной микрофлоры: бактероиды (78%), снижающие питательность силоса и препятствующие подкислению кислот-утилизирующие бактерии (14%). Как следствие, был получен силос низкого качества. В силосе, заготовленном с жидкой закваской Биотроф, происходил правильный процесс брожения: преобладали лактобактерии (87,7%), которые обеспечивают быстрое подкисление консервируемой массы за счет накопления молочной кислоты и подавления нежелательных микроорганизмов. Положительно сказалась жидкая закваска и на показателях питательности силоса: сохранности сырого протеина и содержании ОЭ.
Микотоксины в силосе с сухими заквасками
В России проводится контроль качества микотоксинов в зерне и комбикормах, однако в связи с высокой стоимостью анализов отсутствует мониторинг распространения микотоксинов в объемистых кормах собственной заготовки. Лишь в единичных животноводческих хозяйствах проводится анализ скармливаемого силоса на содержание в нем микотоксинов. Именно поэтому у специалистов и руководителей хозяйств создается видимость отсутствия данной проблемы.
В связи с этим, научным коллективом компании «БИОТРОФ» было проведено исследование содержания микотоксинов в силосе 7-месячного срока хранения, заложенном с использованием закваски иностранного производства на основе высушенных штаммов лактобактерий Pedicoccus acidilactici, Lactobacillus paracasei, Lactococcus lactis (образец закваски №2). Данные приведены в таблице 1, где для сравнения указаны средние результаты мониторинга микотоксинов в силосе, заложенном в животноводческих хозяйствах различных регионов Российской Федерации с жидкими заквасками Биотроф и Биотроф-111 (ООО «БИОТРОФ», Санкт-Петербург) (40 проб) и без применения биологических заквасок (142 образца).
В связи с тем, что сложные комбинации токсических грибковых метаболитов формируются уже в поле на вегетирующих растениях, присутствие микотоксинов было обнаружено во всех пробах. При этом использование жидких заквасок производства ООО «БИОТРОФ» позволило значительно снизить содержание афлатоксинов, охратоксина А, Т-2 токсина, зеараленона и фумонизина по сравнению с контрольным вариантом. Это связано с антифунгальной активностью штаммов, входящих в состав данных препаратов, а также с присущими им свойствами биодеструкции. Количество практически всех микотоксинов (кроме ДОН и зеараленона) в вариантах с применением сухой закваски №2 было даже выше, чем в вариантах без добавок.
Высушить без потери активности можно только спорообразующие!
Возникает вопрос: в чем же причина бурного развития нежелательных бактерий и накопления микотоксинов в силосе, заложенном с сухими заквасками?
Обращаясь к данным научной литературы, стоит отметить, что все бактерии по своим физиологическим характеристикам можно разделить на две обширные группы: спорообразующие и неспорообразующие.
Спорообразующие бациллы имеют в своем цикле развития покоящиеся структуры (эндоспоры) для длительного выживания в неблагоприятных условиях, что позволяет им с успехом переносить высушивание.
Лактобактерии же не обладают способностью к образованию спор. Поэтому лиофильная сушка – это стрессовый фактор для данных микроорганизмов, активность их при попадании в силосную массу после «летаргического сна» восстанавливается не сразу, а через длительное время. При этом первые сутки силосования являются наиболее важной и уязвимой фазой, определяющей ход дальнейшего процесса брожения. Аэробные условия в этот период приводят к бурному развитию спонтанных эпифитных нежелательных микроорганизмов, в том числе плесеней – продуцентов микотоксинов. Жидкая закваска, содержащая штаммы в физиологически активном состоянии, не имеет отсроченного действия, подавляя нежелательную микрофлору уже в первые часы после закладки силоса.
А всегда ли соответствует заявленный титр реальности?
Специалистами-микробиологами был проведен анализ соответствия реального бактериального титра микроорганизмов, входящих в состав жидкой закваски Биотроф, и потерпевшей неудачу в эксперименте по силосованию высушенной закваски №1, с титрами, которые заявляют производители. Для этого использовали классические высевы на питательные среды.
Из таблицы 2 следует, что сухая закваска содержала меньше полезных бактерий, чем заявлено производителем. Таким образом, при лиофильной сушке часть молочнокислых бактерий гибнет. А вот реальный титр бактерий жидкой закваски Биотроф был выше заявленного в 9,2 раза.
Сухие спят, а жидкие работают
L. plantarum, входящих в состав жидкой закваски Биотроф, и сухой закваски с использованием современного молекулярно-генетического метода ПЦР в реальном времени.
Рабочий раствор бактерий, входящих в состав заквасок, вносили в равной концентрации в жидкую универсальную питательную среду для культивирования лактобактерий. Результирующая концентрация бактерий обеих заквасок в среде составляла 4,5 х 105 КОЕ/мл (по результатам ПЦР в реальном времени).
Результаты исследования динамики скорости размножения бактерий L. plantarum методом ПЦР в реальном времени представлены на рисунке 2.
Уже через сутки культивирования концентрация L. plantarum в варианте с использованием Биотрофа на 3 порядка превосходила исходную концентрацию бактерий в рабочем растворе закваски Биотроф.
Через 24 часа культивирования количество клеток бактерий, входящих в состав препарата Биотроф, составляло 1,2 х 109 клеток/мл, т.е. в 7,7 раз больше, чем через 24 часа культивирования микроорганизмов, входящих в состав сухой закваски №1.
Через 30 часов культивирования содержание бактерий, входящих в состав препарата Биотроф, достигло 7,6 х 109 клеток/мл, т.е. в 10,8 раз больше, чем в варианте с сухой закваской №1.
Для более глубокого понимания разницы процессов динамики увеличения содержания бактерий, входящих в состав жидких и сухих препаратов, был выбран метод Хаттори. Это метод определения физиологического состояния различных микроорганизмов, который позволяет дать количественную оценку различиям в активности бактериальных популяций.
В результате наблюдения за процессом культивирования микроорганизмов на твердых питательных средах Хаттори установил, что колонии бактерий при прочих равных условиях (состав питательной среды, температура и т. д.) имеют различную динамику увеличения численности до уровня визуального обнаружения. Эта динамика описывается следующим уравнением:
N(t)= N∞ (1 – e-λ( t-tr) ), (t>tr)
где N(t) – количество колоний бактерий в момент времени t; N∞ - финальное число колоний; λ – вероятность образования колоний отдельной бактериальной клеткой в единицу времени; tr – время задержки размножения (т.е. время до образования видимой невооруженным глазом колоний).
Таким образом, показатели N∞, λ и tr характеризуют физиологическое состояние бактериальных популяций.
На рис. 3 представлено расписание появления колоний молочнокислых бактерий, входящих в состав двух заквасок, на универсальной питательной среде. Для сравнения использовали жидкую закваску Биотроф и высушенную закваску №1.
Далее с помощью метода наименьших квадратов были рассчитаны параметры λ и tr (табл. 3). Из полученных данных видно, что время задержки размножения бактерий (tr) у сухой бактериальной закваски №1 составляет более суток. При этом время задержки размножения бактерий у жидкой закваски Биотроф практически в 2 раза меньше и составляет лишь 15,2 ч.
Насколько эффективны жидкие и сухие закваски в производственных условиях?
Полученные данные о более выраженной степени активности жидких заквасок (Биотроф и Биотроф-111) по сравнению с высушенными подтвердили результаты многолетнего мониторинга биохимических показателей качества силоса, заложенного в траншеях различных животноводческих хозяйств Ленинградской области. Для сравнения в опыт были включены варианты с использованием в качестве консерванта поваренной соли. Риск возникновения нежелательных брожений оценивался по процентному количеству партий корма, оказавшихся в «зоне риска»: количество молочной кислоты ниже 70% в сумме кислот, неблагоприятный уровень рН, содержание масляной кислоты больше 0,5% в сухом веществе (табл. 4).
Судя по биохимическим показателям качества, наилучшим консервирующим эффектом обладали закваски на основе живых бактерий производства ООО «БИОТРОФ» по сравнению с более дорогостоящими высушенными консервантами зарубежного производства. Применение поваренной соли в качестве консерванта оказалось неэффективным.
Таким образом, в отличие от «спящих» бактерий, входящих в состав высушенных заквасок, «высокоактивные» бактерии жидкой закваски Биотроф начинают «работать» значительно быстрее, увеличивая свою численность намного эффективней. Именно поэтому использование жидкой закваски приводит к быстрому подкислению силоса и подавлению нежелательных микроорганизмов, в том числе патогенов и грибков-продуцентов микотоксинов, уже в первые сутки силосования.
В процессе хранения корма штаммы-биодеструкторы, входящие в состав жидкой закваски Биотроф, осуществляют трансформацию микотоксинов до нетоксичных соединений. Это позволяет получить безопасный силос с высокими показателями питательности.
ООО «БИОТРОФ»
Санкт-Петербург, г. Пушкин,
ул. Малиновская, д. 8, лит. А, пом. 7-Н
+7 (812) 322-85-50, 322-65-17, 452-42-20
biotrof@biotrof.ru
