Не за горами начало сезона заготовки кормов. Основной вопрос у специалистов хозяйств будет заключаться в том, а какие же силосные закваски лучше: наши или импортные?
Психология многих российских потребителей устроена так, что они склонны превозносить качество импортных биопрепаратов, в том числе силосных заквасок. Недоверие к российским биопрепаратам во многом связано с тем, что негативный опыт от применения препарата производства одной компании переносится и на всех отечественных производителей. Действительно, на российском рынке появляется все больше и больше заквасок для силосования без доказанной эффективности.
Однако российское биотехнологическое производство очень разнообразно. Помимо достаточно устаревших производств, «штампующих» биопрепараты без какой-либо доказательной базы, в нем представлены очень сильные научно-исследовательские подразделения и заводы, оснащенные по мировым стандартам.
В настоящее время в России на базе научно-производственной компании ООО «БИОТРОФ» развивается научная школа, сотрудники и руководитель которой д.б.н. Г.Ю.Лаптев являются учениками и продолжателями школы силосования Л.А.Гардера. История создания компании «БИОТРОФ» уходит корнями в 1970 год, когда во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии по инициативе академика Л.К.Эрнста была создана группа зоотехнической микробиологии. Именно это и побудило руководство и коллектив компании «БИОТРОФ» в 2010 году создать единственную в России молекулярно-генетическую лабораторию, где проводятся уникальные исследования состава кормов и микробиоты пищеварительной системы сельскохозяйственных животных. На основании широких научных исследований создаются биопрепараты с доказанным механизмом действия и эффективностью.
Консервант нового поколения
В компании «БИОТРОФ» разработан высокоэффективный консервант Промилк, который представляет собой размноженную чистую и лиофильно высушенную культуру полезных спорообразующих бактерий Bacillus spp. (сухой аналог биопрепарата Биотроф-111). Бактерии препарата прекрасно переносят высушивание за счет способности к образованию эндоспор, быстро восстанавливая свою активность в силосе или сенаже. Помимо способности к спорообразованию штамм бактерии Bacillus spp. имеет и ряд других защитных механизмов. При проведении полногеномного секвенирования штамма бактерии Bacillus spp. на платформе MiSeq (Illumina, Inc.) был подробно описан механизм выживаемости бактерий в силосе. Расшифровка генома с использованием базы данных RAST продемонстрировала активацию 106 генов, отвечающих за адаптацию к неблагоприятным внешним воздействиям, включающим повышенное осмотическое давление, которое создается при подвяливании зеленой массы. Поэтому закваска с успехом используется и для консервирования трудносилосуемых культур (бобово-злаковых смесей, козлятника восточного, клевера, люцерны и др.), плющеного зерна и кукурузы.
Данные исследований методом количественной ПЦР подтверждают, что внесение в корм штамма бактерии Bacillus spp. в составе закваски Промилк приводит к подавлению (от 2,5 до 12,5 раз) нежелательной микробиоты: протеолитических клостридий, энтеробактерий, дрожжей Candida и Saccharomyces cerevisiae, а также патогенных стафиллококов. Клостридии и энтеробактерии – это инициаторы вторичной ферментации корма, дрожжи вызывают разогревание корма при открытии траншеи, а количество стафилококков в силосе практически всегда коррелирует (имеет связь) с содержанием соматических клеток в молоке коров. Благодаря антифунгальной активности (способности подавлять грибки) штамма бактерии Bacillus spp. и выделению ферментов биодеструкции, количество микотоксинов в кормах снижается до 55-60%.
Абсолютная безопасность
Большинство бактерий рода Bacillus (включая B. subtilis) широко распространены в окружающей среде. Их обнаруживают в почве, воде, воздухе и пищевых продуктах (зерновых, хлебобулочных изделиях, соевых продуктах, мясе, сыром и пастеризованном молоке). У данных микроорганизмов имеется многовековая история их безопасного использования для щелочной ферментации многих продуктов питания. Как следствие, они постоянно попадают в желудочно-кишечный тракт и дыхательные пути, засевая эти отделы. Количество Bacillus в пищеварительной системе животных, птиц и человека в норме может достигать 109 КОЕ/г, что значительно выше содержания Lactobacillus. В связи с этим, ряд исследователей рассматривают бактерии рода Bacillus как один из доминирующих компонентов нормальной микробиоты пищеварительной системы без каких-либо доказательств того, что такие микроорганизмы могут вызывать заболевания (исключая патогенные виды B. anthracis и B. cereus) или оказывать какое-либо вредное воздействие на организм (Cartwright, 2009; Opinion of the Scientific Committee …, 2005; Sanders et al., 2003).
На данный момент вид Bacillus subtilis считается одним из самых изученных и безопасных представителей рода бацилл. Это подтверждается Управлением по контролю качества продовольственных и лекарственных средств США (FDA), присвоившего виду статус GRAS (generally regarded as safe – «общепризнанно как безопасное»). Штаммы этого вида широко используется в качестве пробиотиков в России, странах Европы и США.
Тем не менее, хорошо известно, что безопасность бактерий связана не только с видовой принадлежностью, а с индивидуальными свойствами штаммов. Поэтому мы придерживаемся того принципа, что каждый штамм микроорганизма, несмотря на уже доказанную безопасность вида, к которому он принадлежит, должен дополнительно оцениваться в индивидуальном порядке для подтверждения пригодности его для использования в качестве биопрепарата. На сегодняшний день существуют современные молекулярно-генетические методы для надежной идентификации B. subtilis, включая расшифровку всего генома. Тестирование, проведенное с использованием метода ПЦР, еще раз доказало отсутствие в геноме B. subtilis 111 каких-либо генов вирулентности и синтеза токсинов.
Результаты исследований, полученные методом полногеномного секвенирования, также свидетельствовали о безопасности данного штамма. При исследовании B. subtilis 111 in vitro на наличие гемолитической активности на кровяном агаре мы не наблюдали зон просветления вокруг колоний, что также свидетельствовало об отсутствии синтеза гемолизина (токсина B. cereus) в культуре. Дополнительные эксперименты на животных (в частности, проверки на острую и хроническую токсичность) показали, что введение животным бактерий B. subtilis 111 даже в высоких дозах не приводило к каким-либо нежелательным последствиям. Данные об отсутствии токсичности данного штамма соответствовали данным о профиле безопасности Lactobacillus и Bifidobacterium. Поэтому проведенный спектр широких исследований позволяет не сомневаться в абсолютной безопасности штамма в составе закваски Промилк.
Более эффективная альтернатива
Специалистами ООО «Шекснинская Заря» Вологодской области было проведено крупномасштабное исследование эффективности действия силосной закваски Промилк. Сравнивали биохимические показатели качества 2-х партий корма из кукурузы, заготовленных с закваской Промилк, с результатами анализа качества кукурузного силоса, заложенного с европейским биоконсервантом на основе Lactobacillus plantarum, Pediococcus pentosaceus, L. buchneri (пробы из 2-х партий). Все силоса были заготовлены практически одновременно. Анализ показателей качества специалисты хозяйства проводили в компании «ЯРВЕТ» по методикам, признанным во всем мире (рис. 1).
Судя по эффективному подкислению корма на протяжении процесса ферментации, применение как зарубежного, так и отечественного биоконсерванта Промилк обеспечивало правильный процесс брожения. При этом при использовании закваски Промилк сахара кормов расходовались более экономно, что связано с научно-обоснованной дозировкой вносимых микроорганизмов.
Важно отметить, что применение закваски Промилк позволило получить корм с низким содержанием аммиака, что говорит о подавлении численности протеолитических бактерий, включая клостридии. При этом в партиях, заложенных с дорогостоящим европейским консервантом, содержание аммиака оказалось выше. Переваримость органического вещества, содержание обменной энергии и ЧЭЛ (чистая энергия лактации – часть энергии корма, которая расходуется на поддержание жизни, производство молока или рост) как в вариантах с зарубежным, так и с отечественным консервантом были практически на одинаковом уровне.
Достойная замена химии
Коллектив ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К.Эрнста под руководством доктора сельскохозяйственных наук, профессора, главного научного сотрудника В.М.Дуборезова провел масштабный эксперимент по сравнению эффективности штамма Bacillus spp., составляющего основу высушенного биоконсерванта Промилк и его жидкой аналоговой формы – закваски Биотроф-111 (производства НПК «БИОТРОФ»), на плющеном зерне кукурузы (В.М.Дуборезов и др., 2018). Действие биоконсерванта на основе штамма Bacillus spp. сравнивали с действием химических консервантов.
По результатам исследований уровня рН и интенсивности брожения в динамике исследователями был сделан вывод о том, что используемые консерванты (как химические, так и биологический на основе штамма Bacillus spp.), внесённые во влажное зерно, существенно улучшили его сохранность. В зерне, обработанном данными консервантами, нежелательные биохимические процессы протекали менее интенсивно, что подтверждалось меньшим количеством выделившейся углекислоты по сравнению с контрольным вариантом. В вариантах с импортным химическим консервантом и биоконсервантом на основе штамма Bacillus spp. брожение полностью стабилизировалось уже через 15 суток хранения, тогда как в других вариантах стабилизация брожения произошла значительно позже.
Успешный пример импортозамещения
Отечественная закваска Промилк создана на основе штамма бактерии Bacillus subtilis, который образует высокоустойчивые покоящиеся споры и имеет в геноме уникальные гены осмотолерантности, антимикробной активности, биодеструкции микотоксинов. Благодаря этому мы смогли получить сухую форму продукта, которая более удобна для транспортировки, не требует хранения в холодильнике и может доставляться в труднодоступные и удаленные регионы, а также имеет более длительный срок хранения (24 месяца), чем жидкие и большинство сухих препаратов. При этом бактерии очень быстро восстанавливают свою активность при внесении в силосную массу. Биоконсервант Промилк представляет собой более выгодную альтернативу импортным закваскам и химическим консервантам. Результаты по успешному консервированию силоса с биопрепаратом Промилк подтверждены множеством специалистов на практике в течение многих лет.
