Силосование кормов – это исключительно микробиологический процесс, поэтому на исход этого процесса можно повлиять, внося закваски на основе культур микроорганизмов.
Однако, стоит помнить, что «заселить» растительную массу бактериями – очень трудная задача. К сожалению, этот процесс не подчиняется принципам «Что внес – тем и заселил» и «Много внес – значит заселил». Главное препятствие в том, что силос – это агрессивная для чужеродных, искусственно внесенных штаммов среда.
Во-первых, в силосе в результате подвяливания растительной массы создается высокое осмотическое давление. С другой стороны, происходит активный процесс размножения высококонкурентной местной микробиоты поверхности растений. Поэтому эффективное использование бактерий в качестве силосных заквасок напрямую зависит от их активности и свойств, прежде всего, от конкурентоспособности: толерантности к осмотическому давлению, способности к высокой скорости синтеза органических кислот и других антимикробных компонентов. Большинство штаммов из присутствующих на рынке заквасок не способны выжить в такой среде.
Выживут только приспособленные
Селекция закваски Биотроф-111 велась в направлении получения штамма, который будет превосходить другие штаммы не только по таким целевым признакам, как скорость подкисления и антагонистическая активность, но и по способности эффективно конкурировать с эпифитными обитателями в отношении приспособленности к среде обитания.
При проведении полногеномного секвенирования штамма бактерии B. subtilis 111 в составе закваски Биотроф-111 (производства отечественной компании «БИОТРОФ») был подробно описан механизм выживаемости бактерий в силосе. При секвентировании было показано, что значительная часть генома приходится на долю генов, связанных с повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды. Расшифровка генома с использованием базы данных RAST предсказала активацию 106 генов (рис. 1), отвечающих за адаптацию к неблагоприятным внешним воздействиям, включающим повышенное осмотическое давление, окислительный и токсический стресс, холодовой шок, снижение питательных веществ в силосе. Например, присутствие в геноме B. subtilis 111 группы генов семейства cspA, которые активируются в ответ на понижение температуры, позволяет клеткам адаптироваться к низким температурам и выживать при подмораживании силосной траншеи в течение зимнего сезона, что очень важно для большинства регионов на территории нашей страны.
Одним из путей адаптации у штамма B. subtilis 111 к повышенному осмотическому давлению в силосе является путь внутриклеточного синтеза глицин-бетаина при участии генов BetA, BetВ, BetT, BetC. Глицин-бетаин-связывающий белок (OpuAc) является очень эффективным осмопротектором. Полученные данные свидетельствуют об уникальных характеристиках штамма, поскольку ранее этот механизм не обнаруживали у бактерий рода Bacillus. Это особенное свойство возникло у данного штамма в результате мутации в ходе естественной эволюции и было обусловлено необходимостью выживать в агрессивной среде.
Кому и зачем нужна передозировка?
Очевидно, что живые бактерии – это скоропортящаяся субстанция. Этот факт привел к необходимости зарубежных производителей (которые территориально удалены от потребителя) заквасок на основе лактобактерий пользоваться методами лиофильного высушивания бактерий. Высушивание позволяет получить бактериальный препарат в форме, удобной для доставки потребителю.
Однако производители умалчивают о том, что лиофильная сушка связана с низкой выживаемостью лактобактерий и потерей их активности, ведь защитных спор, позволяющих переносить высушивание, они не образуют. Поэтому процесс сушки вызывает у них повреждение клеточной стенки и внутриклеточных компонентов, особенно цитоплазматической мембраны, белков, ДНК, происходит окисление липидов, что приводит к потере выживаемости и активности (Teixeira et al., 1996). Поскольку проницаемость клетки связана с клеточной мембраной, ее повреждения при лиофильной сушке приводят к «просачиванию», а, значит, повышенной чувствительности к соли в среде. Следовательно, выжить в силосе – среде с высоким уровнем осмотического давления – такие высушенные лактобактерии уже не смогут. Это позволяет конкурентной микробиоте быстро вытеснить их из силоса, несмотря на высокие вносимые титры. По этим причинам производители заквасок на основе высушенных лактобактерий настаивают на обязательных высоких титрах.
Закваска, содержащая штаммы в физиологически активном состоянии, не имеет отсроченного действия, подавляя нежелательную микробиоту уже в первые часы после внесения в силосную массу.
Мы провели проверку выживаемости штамма бактерии B. subtilis 111 жидкой закваски Биотроф-111 в силосе из злаково-бобовых трав с применением метода количественной ПЦР. Установлено, что уже через сутки ферментации содержание B. subtilis в 1 грамме силоса в варианте с применением закваски возросло более, чем на миллион клеток по сравнению с вариантом без добавок (рис. 2). Это связано с исключительной приспособленностью, высоким уровнем выживаемости и активности этих бактерий в силосной среде.
Стало понятно, что высокие титры необходимы только производителям высушенных «полумертвых» лактобактерий, что никоим образом не может распространяться на жидкие закваски. Очевидно, что приём лекарств в дозах, превышающих рекомендуемые, приводит к передозировке, которая может оказаться смертельной. Так и итогом внесения неоправданно высокого количества действительно активных бактерий, особенно при консервировании высокоуглеводного сырья, может явиться перекисленный силос. Реальная угроза для здоровья коров может возникнуть в случае, если основная часть производимой молочной кислоты будет представлена D-формой.
К слову сказать, бактерии рода Bacillus, в отличие от лактобактерий, эффективно переносят высушивание за счет способности к синтезу защитных оболочек – эндоспор. Поэтому для хозяйств из отдаленных регионов нашей страны создана закваска Промилк, представляющая собой лиофильно высушенную культуру спорообразующих бактерий рода Bacillus. Возможность формировать эндоспоры в цикле развития гарантирует потенциал бактерий к выживанию и высокому уровню метаболической активности в силосе.
Подтверждено ФНЦ «ВИК им. В.Р.Вильямса»
Ни для кого не секрет, что несмотря на очевидные кормовые достоинства, люцерна, как сырье для силосования, имеет и ряд существенных недостатков. Нередко попытки сохранения люцерны при помощи ее силосования терпят неудачу: корм получается крайне низкого качества.
Коллективом ФНЦ «ВИК им. В.Р. Вильямса» (Косолаповой В.Г., Муссие С.А., Маляренко С.А., Осипян Б.А.) в 2021 году было проведено исследование по консервированию люцерны четырех сортов: Пастбищная 88, Селена, Луговая-67, Вега-87, – провяленной до 34% СВ, с применением химического консерванта и закваски Биотроф-111 (Косолапова и др., 2022).
Результаты показали, что масляной кислоты не было обнаружено ни в одном образце заготовленного корма, исключая вариант с химическим консервантом на люцерне сорта Пастбищная 88 (рис. 3). Это свидетельствует о том, что опасные белок-деградирующие клостридии в корме, заложенном с закваской Биотроф-111, подавлялись, а результат по данному показателю на люцерне сорта Пастбищная 88 был лучше, чем с химическим консервантом.
Кроме того, закваска Биотроф-111 превзошла химический препарат по таким показателям, как уровень рН и содержание молочной кислоты. Количество молочной кислоты в корме из люцерны сорта Пастбищная 88, заложенном с закваской, было в 30 раз выше, чем в силосе с химическим консервантом, в корме из люцерны сорта Селена – в 13,2 раза. Это свидетельствует о значительной активации молочнокислого брожения в силосе с закваской.
Данные исследований методом количественной ПЦР также подтверждают, что внесение закваски Биотроф-111 приводит к подавлению (от 2,5 до 12,5 раз) в силосе из люцерны нежелательной микробиоты: протеолитических клостридий, энтеробактерий, дрожжей Candida и Saccharomyces cerevisiae, а также патогенных стафиллококов (рис. 4). Клостридии и энтеробактерии – это инициаторы вторичной ферментации корма, дрожжи вызывают разогревание корма при открытии траншеи, а количество стафилококков в силосе коррелирует (имеет связь) с содержанием соматических клеток в молоке коров.
Без задержек и переплат
Качество силосных заквасок – это не высокие титры, указанные на упаковке. Качество – это способность выживать в агрессивной среде силоса, быстро увеличивать там численность, активно производя антимикробные вещества. Специально отселектированная закваска Биотроф-111 гарантирует потенциал бактерий к выживанию и высокому уровню метаболической активности в силосе, в том числе, из трудносилосуемых культур. Это подтверждено широкими испытаниями, включая эксперименты на базе ФНЦ «ВИК им. В.Р.Вильямса». Эффективность закваски по многим параметрам не уступает химическому консерванту.
На сегодняшний день НПК «БИОТРОФ» предоставляет рынку абсолютно полноценную платформу импортозамещения всех видов заквасок для силосования, включая препараты для консервирования трудносилосуемых культур, повышения аэробной стабильности и консервирования плющеного зерна. Для хозяйств из отдаленных регионов нашей страны создана закваска Промилк, представляющая собой лиофильно высушенную культуру спорообразующих бактерий рода Bacillus.
Важно, что компания БИОТРОФ – полностью российский производитель, который работает без повышения цен и задержек. Стоимость заквасок в 3 раза ниже зарубежных препаратов даже при сравнении с их «досанкционной» стоимостью.
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
