Mikrobiologi pembuatan jerami biasa.
"T. V. Solyanik, M.A. Glaskovich
-- [ Halaman 1 ] --
KEMENTRIAN PERTANIAN
DAN MAKANAN REPUBLIK BELARUS
JURUSAN UTAMA PENDIDIKAN, ILMU PENGETAHUAN DAN KEPEGAWAIAN
lembaga pendidikan
"NEGARA BELARUSIA
AKADEMI PERTANIAN"
T. V. Solyanik, M. A. Glaskovich
MIKROBIOLOGI
MIKROBIOLOGI PAKAN
HEWAN DAN SAYURAN
ASAL
Direkomendasikan oleh asosiasi pendidikan dan metodologi untuk pendidikan di bidang pertanian sebagai kursus kuliah untuk mahasiswa lembaga pendidikan tinggi yang belajar di spesialisasi 1-74 03 01 .2014 (protokol No. 7) dan Dewan Ilmiah dan Metodologis BSAA 03.12.2014 (protokol No. 3)Kandidat Ilmu Pertanian, Associate Professor T. V. Solyanik;
Kandidat Ilmu Pertanian, Associate Professor M. A. Glaskovich
Peninjau:
Kandidat Ilmu Kedokteran Hewan, Associate Professor Departemen Mikrobiologi dan Virologi EE "VGAVM" P. P. Krasochko;
Kandidat Ilmu Pertanian, Associate Professor Departemen Peternakan Babi dan Peternakan Kecil EE "BSAA" N. M. Bylitsky Solyanik, T. V.
60 Mikrobiologi. Mikrobiologi pakan asal hewan dan tumbuhan: kursus kuliah / T. V. Solyanik, M. A. Glaskovich. - Gorki: BSHA, 2014. - 76 hal. : Saya akan.
ISBN 978-985-467-536-7.
Sesuai dengan program disiplin, mata kuliah disusun untuk mahasiswa perguruan tinggi. Kuliah tersebut membahas secara rinci komposisi kimia pakan, karakteristik mikroorganisme, besarnya kerugian pada pakan kaleng yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme. Dalam bentuk yang dapat diakses, analisis mikrobiologis pakan, mikroflora massa ensiled dan hijau, dekomposisi pakan aerobik, metode untuk mempelajari patogen fermentasi sekunder disajikan.
Untuk siswa lembaga pendidikan tinggi yang belajar di spesialisasi 1-74 03 01 Zootechnics.
UDC 636.085:579.67(075.8) LBC 36-1Ya73 ISBN 978-985-467-536-7 © Akademi Pertanian Negeri Belarusia, 2014
PENGANTAR
Pakan di peternakan atau peternakan unggas menyumbang sekitar 70% dari biaya produk jadi, jadi setiap pemilik yang tertarik dengan pertanian yang sangat menguntungkan mengurusnya terlebih dahulu. Bukan hal baru bagi siapa pun bahwa hijauan tidak hanya perlu ditanam dan dikumpulkan dari lapangan tepat waktu, tetapi juga disiapkan dengan benar.Hay (jerami) disimpan dalam tumpukan, bal atau penyimpanan jerami. Beberapa pakan sukulen (tanaman umbi-umbian) memerlukan penyimpanan yang hangat atau tumpukan (tumpukan) yang terisolasi dengan baik. Umpan terkonsentrasi membutuhkan senyawa atau elevator. Masalah yang paling sulit adalah persiapan dan penyimpanan pakan sukulen - silase dan haylage.
Harus diingat bahwa kedua jenis pakan ini menghasilkan lebih dari 50% dari nilai gizi makanan musim dingin ruminansia. Dan di peternakan intensif, ketika beralih ke pemberian makan hewan saat ini dengan jenis diet yang sama, pakan ini menjadi komponen utama diet sepanjang tahun. Oleh karena itu, kualitas silase dan haylage adalah kualitas dan efisiensi pemberian pakan ternak secara umum.
Konservasi hijauan saat ini disertai dengan kerugian yang besar. Jika ensiling dilakukan dengan benar, misalnya pada silo horizontal, kerugian rata-rata sekitar 20%. Dengan pekerjaan tidak terampil, mereka meningkat secara signifikan. Berdasarkan berbagai penelitian, dapat dinyatakan bahwa jumlah kerugian yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme pakan sering diremehkan. Saat menyusun saldo umpan, hanya kerugian "yang tak terhindarkan" sebagai akibat dari "pemborosan" yang diperkirakan. Namun, harus diingat bahwa silase, yang berada di bawah lapisan rusak akibat fermentasi sekunder (lapisan atas dan samping), ditandai dengan pH tinggi dan tidak cocok untuk makanan hewan. Haylage, yang mengalami pemanasan sendiri sebagai akibat dari proses aerobik, kehilangan nilai nutrisinya hingga setengahnya. Jerami berjamur, biji-bijian, silase asam adalah penyebab banyak penyakit hewan ternak.
Bahkan di bawah kondisi fermentasi alami yang menguntungkan, banyak nutrisi yang hilang selama konservasi tanaman hijau. Penghapusan kerugian ini setara dengan peningkatan hasil tanaman pakan ternak sebesar 20-25%. Selain itu, metode ensiling konvensional yang biasa tidak cocok untuk rumput dengan kandungan protein tinggi (lebih dari 17% dalam bahan kering).
Menurut konsep modern, keberhasilan pengawetan ditentukan oleh efek total dari faktor pengawet utama: keasaman aktif, efek toksik molekul asam laktat dan zat antibiotik spesifik bakteri asam laktat. Bakteri asam laktat juga berguna karena mereka adalah produsen, selain asam laktat dan antibiotik, zat aktif biologis lainnya (vitamin, asam amino, dll.). Semua ini mengarah pada pencarian produk biologis baru yang ramah lingkungan berdasarkan bakteri asam laktat yang mengatur dan memandu proses mikrobiologis di sepanjang jalur fermentasi asam laktat homofermentatif yang diinginkan.
Strain bakteri asam laktat yang bernilai produksi harus dapat berkembang biak secara aktif, dicirikan oleh energi pembentukan asam yang tinggi, yaitu, untuk membentuk sejumlah besar asam laktat, cukup untuk peningkatan keasaman makanan kaleng yang stabil dan cepat.
Pengetahuan tentang karakteristik fisiologis dan biokimia dari kelompok individu mikroorganisme yang ditemukan dalam pakan kaleng, dan faktor-faktor yang membatasi atau merangsang perkembangannya, diperlukan untuk menghilangkan kesalahan dalam persiapan, penyimpanan, dan pemberian pakan kaleng.
1. PENGENALAN DENGAN FITUR-FITUR KIMIA
KOMPOSISI DAN PAKAN NUTRISI
–  –  –
Hay adalah batang dan daun kering tanaman herba yang dipotong hijau sampai mencapai kematangan alami penuh. Ini digunakan sebagai produk makanan untuk hewan ternak di daerah di mana kondisi iklim tidak memungkinkan penggunaan pakan segar sepanjang tahun. Memotong jerami disebut pembuatan jerami.
Hay adalah salah satu pakan utama untuk sapi, domba, kuda selama periode kandang. Jerami berkualitas tinggi berfungsi sebagai sumber protein, serat, gula, mineral, vitamin D dan kelompok B. Untuk memanen jerami, tanaman polong-polongan dan tahunan dan rumput sereal, campurannya, serta tegakan rumput dari lahan pakan alami adalah digunakan.
Nilai gizi jerami sangat tergantung pada kualitasnya. Kondisi utama untuk mendapatkan jerami berkualitas tinggi adalah pemotongan rumput yang tepat waktu. Metode dan durasi pengeringan rumput memiliki dampak yang signifikan terhadap kualitas jerami. Jerami yang lepas dan ditekan dipanen dengan metode pengeringan lapangan. Penggunaan perataan herba dan pengeringan akhir herba kering dengan metode ventilasi aktif memungkinkan untuk mengurangi waktu pengeringan herba. Ventilasi aktif (saat memanen jerami yang dihancurkan dan tidak dihancurkan, serta jerami yang ditekan) memungkinkan untuk meningkatkan total pengumpulan nutrisi sebesar 10-15%, meningkatkan nilai nutrisi jerami sebesar 20% dan mengurangi kehilangan karoten hingga 2 kali lipat.
Pengawetan jerami basah dengan amonia cair digunakan, yang memungkinkan untuk meningkatkan nilai gizi jerami sebesar 10-25%.
Penilaian umum jerami dan klasifikasinya dilakukan sesuai dengan GOST 4808-87. Indikator berikut diambil sebagai dasar untuk penilaian umum jerami: fase vegetasi rumput pada saat panen, warna, bau, kandungan bahan kering dalam jerami, tanaman berbahaya dan beracun, dan kotoran mineral. Penilaian kualitas jerami ditentukan berdasarkan indikator organoleptik dan uji laboratorium.
Indikator organoleptik menetapkan kondisi umum jerami: penampilan, bau, tanda-tanda pembusukan, yang mencirikan kualitas panen dan penyimpanannya. Kualitas jerami harus memenuhi persyaratan GOST 4808–87. Menurut GOST, penilaian umum jerami dan klasifikasinya dibuat.
Tergantung pada komposisi botani, jerami dibagi menjadi beberapa jenis berikut:
1) legum berbiji (legum lebih dari 60%);
2) serealia berbiji (sereal lebih dari 60% dan kacang-kacangan tidak kurang dari 20%);
3) kacang-kacangan dan sereal yang diunggulkan (kacang-kacangan dari 20 hingga 60%);
4) lahan pakan alami (sereal, kacang-kacangan, dll.).
Untuk jerami, rumput yang ditaburkan dan rumput dari lahan pakan alami harus dipangkas:
1) kacang-kacangan - dalam fase tunas, tetapi tidak lebih dari fase berbunga penuh;
2) sereal - dalam fase pos, tetapi tidak lebih dari awal berbunga.
Warna jerami harus:
1) legum berbiji (sereal kacang-kacangan) - dari hijau dan kuning kehijauan hingga coklat muda;
2) sereal dan jerami yang diunggulkan dari ladang jerami pakan ternak alami - dari hijau ke kuning-hijau.
Jerami yang terbuat dari rumput yang diunggulkan dan rumput dari lahan pakan alami seharusnya tidak memiliki bau apek, berjamur, dan busuk.
Dalam jerami dari rumput yang ditaburkan dan rumput dari lahan pakan alami, fraksi massa bahan kering harus setidaknya 83% (kelembaban - tidak lebih dari 17%).
Hay dari rerumputan unggulan dan rerumputan alam dibagi menjadi tiga kelas tergantung kandungan protein kasar dan energi metabolik atau RFU (Tabel 1).
Tanaman berbahaya dan beracun tidak diperbolehkan dalam jerami yang terbuat dari tumbuh-tumbuhan berbiji. Kandungan tanaman berbahaya dan beracun tidak diperbolehkan di jerami lahan pakan alami (untuk kelas 1 - tidak lebih dari 0,5%, untuk kelas 2 dan 3 - tidak lebih dari 1%).
T a b l e 1. Persyaratan untuk jerami (GOST 4808–87)
–  –  –
Peningkatan kualitas pakan ternak merupakan salah satu cadangan yang paling nyata dan nyata dalam menciptakan basis pakan ternak yang kokoh bagi ternak negara. Masalah peningkatan kualitas pakan sangat kompleks dan melibatkan perolehan bahan baku dengan kandungan nutrisi yang tinggi dan ramah lingkungan.
Pemenuhan kebutuhan pakan secara penuh dapat dicapai tidak hanya dengan meningkatkan hasil tanaman pakan ternak, tetapi juga dengan meningkatkan kualitas, mengurangi hilangnya nutrisi pakan dalam proses pemanenan, pengolahan dan penyimpanan. Keberhasilan bisnis sangat tergantung pada pilihan metode pelestarian tanaman hijau yang paling efektif.
Dalam beberapa tahun terakhir, metode konservasi seperti jerami telah tersebar luas, yang memungkinkan untuk mengawetkan pakan dengan kehilangan nutrisi yang minimal, terutama bagian karbohidrat. Haylage yang disiapkan dengan benar adalah makanan dari tanaman yang dipanen pada fase awal vegetasi (terutama legum), dikeringkan hingga kadar air 45–55% dan disimpan dalam kondisi anaerob (tanpa akses udara). Tunduk pada persyaratan teknologi dasar untuk meletakkan dan menyimpan jerami, sebagai aturan, pakan berkualitas tinggi dengan komposisi kimia dan nilai gizi yang khas.
Teknologi persiapan jerami terdiri dari operasi yang dilakukan secara berurutan berikut: memotong dan meratakan rumput (legum); layu dan menyapu menjadi gulungan; pilihan; penggilingan dan pemuatan ke dalam kendaraan; pengangkutan dan pembongkaran di gudang;
tamping hati-hati (dalam parit) dan tempat berlindung yang andal.
Haylage, tergantung pada komposisi botani dan kadar air tanaman yang dihancurkan hingga 3 cm, dibagi menjadi beberapa jenis berikut:
1) jerami dari legum dan rumput sereal-legum, dikeringkan sampai kadar air 45–55%;
2) jerami dari sereal dan rumput sereal-kacang-kacangan, dikeringkan sampai kadar air 40-55%.
Haylage dibagi menjadi tiga kelas sesuai dengan persyaratan GOST 23637–90 (Tabel 2).
Tanaman untuk membuat jerami harus dipangkas dalam fase pengembangan berikut:
Rumput polongan abadi - dalam fase pemula, tetapi tidak lebih dari awal berbunga;
Sereal abadi - pada akhir fase kemunculan ke dalam tabung sebelum fase awal heading;
Campuran rumput abadi dipotong menjadi fase komponen utama yang disebutkan di atas.
–  –  –
Catatan Norma ditetapkan dengan mempertimbangkan bahwa kelas jerami ditentukan tidak lebih awal dari 30 hari setelah tempat perlindungan kedap udara dari massa yang diletakkan di parit atau menara, dan tidak lebih dari 15 hari sebelum dimulainya pemberian jerami yang sudah jadi ke hewan.
Tanaman polongan tahunan, kacang-kacangan-sereal dan campurannya dipangkas tidak lebih awal dari pembentukan kacang dalam dua atau tiga tingkat yang lebih rendah. Haylage harus memiliki bau yang khas, tanpa konsistensi berlendir.
Cetakan tidak diperbolehkan. Fraksi massa abu yang tidak larut dalam asam klorida tidak boleh melebihi 3%.
1.3. Komposisi kimia dan nilai gizi silase dan silase Silase adalah pakan yang dibuat dari massa yang baru dipotong atau dikeringkan, diawetkan dalam kondisi anaerobik dengan asam organik atau pengawet yang terbentuk selama proses ini.
Ensiling adalah fermentasi massa sukulen tanaman dengan asam organik, terutama laktat. Kadar air silo harus 65-75%. Untuk mencegah pembusukan umpan, udara dikeluarkan dari massa yang diletakkan dengan memadatkannya dengan hati-hati.
Tidak semua tanaman mendapatkan hasil yang sama baiknya.
Silase yang mudah antara lain: jagung yang dipanen pada tahap kematangan milky-wax; sorgum - selama periode pematangan lilin biji-bijian;
bunga matahari, dikumpulkan selama berbunga keranjang dari bagian ketiga tanaman; rumput sereal dipotong di awal anting; campuran kacang dan sereal, kubis meja dan pakan ternak, lobak, bit, labu, wortel, semangka pakan ternak, setelah rumput padang rumput; alang-alang dan alang-alang dipanen sebelum berbunga; bagian atas bit dan wortel.
Tanaman yang sulit ditumpahkan: semanggi, alfalfa, semanggi manis, sainfoin, vetch, sedge, alang-alang dan alang-alang, dipanen selama periode berbunga. Tanaman ini paling baik ditanam dalam campuran dengan tanaman silase yang mudah dengan perbandingan 1:1.
Silase adalah jenis silase yang dibuat dari tumbuh-tumbuhan yang dikeringkan dengan kadar air 60,1–70,0%. Silase juga mencakup makanan yang disiapkan dengan mencampur dan meratakan legum segar yang dipotong secara merata dengan sereal yang dikeringkan hingga kadar air 40–45%, dengan perbandingan 1:1–1,3:1,0. Dalam hal kandungan bahan kering (30,0–39,9%), silase menempati posisi menengah antara silase yang baru dipotong dan jerami.
Silase, tergantung pada komposisi botani tanaman dan teknologi persiapan, dibagi menjadi beberapa jenis berikut: silase dari jagung, silase dari tanaman tahunan dan abadi dan silase.
Silase dapat dibuat dengan atau tanpa zat pengaya nitrogen, dengan atau tanpa pengawet dan aditif penyerap kelembaban (jerami, sekam, dll.), dengan atau tanpa pengeringan massal hijau.
Tanaman hijauan yang dimaksudkan untuk persiapan silase harus dipanen selama musim tanam berikut:
Jagung - dalam fase kematangan lilin dan susu-lilin dari biji-bijian;
diperbolehkan untuk memanen jagung pada fase awal pada tanaman berulang dan di daerah di mana tanaman ini, karena kondisi iklim, tidak dapat mencapai fase ini;
Bunga matahari - dalam fase awal berbunga;
Lupin - dalam fase kacang mengkilap;
Rumput polongan abadi - dalam fase tunas - awal berbunga;
Rumput sereal - di akhir fase masuk tabung - awal pos (malai);
Campuran rumput legum abadi dan rumput sereal - dalam fase vegetasi di atas dari komponen utama;
Campuran legum-rumput tahunan - dalam fase kematangan lilin benih dalam dua atau tiga tingkat tanaman legum yang lebih rendah;
Sereal tahunan dan campuran sereal-kacang - dalam fase kematangan gandum seperti susu.
Silase harus memiliki aroma buah yang menyenangkan dari acar sayuran, karakteristik warna bahan baku asli, dan konsistensi tanpa lendir. Cetakan tidak diperbolehkan.
Konten maksimum dalam silo diperbolehkan: nitrat - 500 mg / kg, nitrit - 10 mg / kg.
Tingkat maksimum logam berat yang diizinkan, mg/kg: merkuri - 0,06; kadmium - 0,3; memimpin - 5.0; tembaga - 30.0; seng - 50,0; besi - 100,0; nikel - 3.0; fluor - 20,0; kobalt - 1.0; molibdenum - 2.0; yodium - 2.0.
Jumlah residu pestisida tidak boleh melebihi kadar yang diperbolehkan.
Silase tanaman hijauan dibagi menjadi empat kelas: unggul, pertama, kedua dan ketiga. Silase jagung harus memenuhi persyaratan yang diberikan pada Tabel. 3.
Silase dari tanaman segar dan kering tahunan dan abadi harus memenuhi persyaratan yang ditentukan dalam Tabel. 4 dan 5.
Kualitas silase dari tanaman pakan ternak dinilai tidak lebih awal dari 30 hari setelah penampungan hermetis dari massa yang ditempatkan di gudang, dan paling lambat 15 hari sebelum dimulainya pemberian makanan kepada hewan.
–  –  –
* Zona termasuk wilayah: yang pertama - Brest dan Gomel; di yang kedua (tengah) - Grodno, Minsk dan Mogilev;
di ketiga (utara) - Vitebsk.
Tabel 4. Karakteristik kelas mutu silase dari tanaman segar potong dan kering tahunan dan abadi
–  –  –
Catatan: 1. Dalam silo yang diawetkan dengan natrium pirosulfit, pH tidak ditentukan.
2. Dalam silase yang diawetkan dengan natrium pirosulfit, asam propionat dan campurannya dengan asam lain, fraksi massa asam butirat tidak ditentukan.
3. Silase jerami tidak dinilai dengan grade tertinggi.
–  –  –
2. DESKRIPSI SINGKAT
MIKROORGANISME PAKAN
2.1. Mikroflora epifit, komposisi dan ciri-cirinya Mikroflora epifit adalah mikroorganisme yang ditemukan pada permukaan tanaman yang sedang tumbuh. Komposisi (spesies) kuantitatif dan kualitatifnya sangat bervariasi dan tergantung pada waktu dalam setahun, lokalitas, spesies dan tahap perkembangan tanaman, tingkat polusinya, dan banyak kondisi lainnya. Jadi, jumlah mikroorganisme berikut per 1 g berat basah adalah: rumput padang rumput segar - 16.000, alfalfa - 1.600.000, jagung - 17.260.000.
Mikroflora yang beragam hanya mengandung sedikit bakteri asam laktat (Tabel 6).
Tabel 6. Komposisi kuantitatif dan kualitatif mikroorganisme, sel/g
–  –  –
Dalam 1 g alfalfa, ada sekitar 1,6 juta mikroorganisme, tetapi di antara mereka hanya ada 10 bakteri asam laktat. Oleh karena itu, untuk 1 mikroorganisme yang diinginkan, ada 160.000 mikroorganisme yang tidak diinginkan. Pengecualiannya adalah jagung. Ada lebih dari 100.000 bakteri asam laktat per 1 g berat segar tanaman ini. Rupanya, silase jagung yang baik dijelaskan baik oleh rasio nutrisi yang menguntungkan maupun oleh kelimpahan bakteri asam laktat yang lebih banyak. Faktor yang sama menentukan silase yang baik juga untuk pakan lain dengan kandungan gula yang tinggi (bagian atas bit, millet, dll.).
Dengan demikian, terdapat sejumlah besar berbagai mikroorganisme pada tanaman, tetapi jumlah ini tidak signifikan dibandingkan dengan kepadatan mikroorganisme setelah bertelur dan selama penyimpanan di fasilitas penyimpanan tertentu.
2.2. Mikroflora jerami dan biji-bijian basah
Tugas terpenting dari produksi pakan ternak adalah menjaga kualitas pakan ternak yang baik. Ada sejumlah alasan hilangnya nutrisi, penurunan rasa dan sifat teknologi pakan.
Cara paling umum untuk mengawetkan massa hijau dan pakan lainnya adalah pengeringan. Pengeringan jerami dilakukan dengan cara yang berbeda - di petak, petak, guncangan, di gantungan, dll. Bahkan dalam cuaca kering dan pengeringan cepat, beberapa kehilangan nutrisi dalam pakan tidak dapat dihindari, karena respirasi dan proses enzimatik lainnya berlanjut di pabrik massa. Dalam kasus pengeringan yang lebih atau kurang berlarut-larut, peran proses yang dicatat sangat meningkat, dan ini, pada gilirannya, menyebabkan peningkatan kerugian, yang sebagian besar terkait dengan mikroorganisme yang berkembang biak pada massa tanaman basah. Untuk membatasi hilangnya nutrisi, mereka cenderung menggunakan pengeringan jerami buatan, menggunakan ventilasi paksa dengan udara atmosfer atau udara panas.
Saat mengeringkan pakan, jumlah mikroorganisme vital di dalamnya secara bertahap berkurang. Namun demikian, pada makanan berkualitas tinggi yang berasal dari tumbuhan, selalu dapat ditemukan jumlah sel mikroba yang lebih banyak atau lebih sedikit yang merupakan karakteristik mikroflora epifit, serta mikroorganisme lain yang masuk ke sini dari tanah dan udara. Mereka dalam keadaan anabiotik.
Ketika pakan yang disimpan dibasahi, proses mikrobiologis mulai berlangsung cepat di dalamnya dan suhu naik pada saat yang bersamaan. Fenomena ini, yang disebut pemanasan sendiri (termogenesis), dikaitkan dengan aktivitas vital mikroflora.
Mikroorganisme menggunakan untuk tujuan sintetis tidak lebih dari 5-10% dari energi nutrisi yang dikonsumsi oleh mereka. Sisa energi dilepaskan ke lingkungan terutama dalam bentuk panas. Dengan demikian, termogenesis terutama bergantung pada pemanfaatan yang tidak sempurna oleh mikroorganisme dari energi yang dilepaskan selama proses biokimia mereka.
Fenomena termogenesis menjadi nyata hanya dalam kondisi perpindahan panas yang sulit. Jika tidak, panas akan hilang dari lingkungan tempat mikroorganisme berkembang biak, tanpa pemanasan substrat yang nyata. Oleh karena itu, dalam praktiknya, pemanasan hanya dicatat dari akumulasi signifikan dari berbagai bahan, yaitu massa di mana akumulasi panas dapat terjadi.
Selama pemanasan sendiri massa tanaman, perubahan nyata dalam mikroflora diamati. Pertama, mikroorganisme mesofilik berkembang biak dalam massa pemanasan. Dengan peningkatan suhu, mereka digantikan oleh termofil, yang berkontribusi pada peningkatan suhu zat organik, karena mereka memiliki tingkat reproduksi yang luar biasa.
Pemanasan yang kuat dari massa yang cukup kering dan berpori dapat menyebabkannya hangus dan pembentukan gas yang mudah terbakar, seperti metana dan hidrogen, yang teradsorpsi pada permukaan berpori dari partikel tanaman yang hangus, akibatnya dapat terjadi penyalaan sendiri. Sangat mungkin bahwa senyawa besi berperan sebagai katalis selama penyalaan. Pengapian hanya terjadi dengan adanya udara dan hanya jika massa tidak cukup dipadatkan. Dalam cuaca berangin, kasus penyalaan sendiri menjadi lebih sering.
Termogenesis menyebabkan kerusakan yang signifikan. Ini menyebabkan pembusukan jerami. Namun, dengan pengembangan pemanasan sendiri yang moderat, thermogenesis mungkin diinginkan. Misalnya, jerami "pengeringan sendiri", sebagai hasil pemanasan, lebih baik dimakan oleh ternak, dll. Fenomena termogenesis digunakan untuk menyiapkan apa yang disebut jerami coklat. Ini disiapkan di daerah di mana, karena kondisi iklim, pengeringan jerami sulit dilakukan. Pada saat yang sama, bukan energi matahari yang digunakan untuk mengeringkan pakan, tetapi panas yang dilepaskan sebagai hasil dari aktivitas vital mikroorganisme yang hidup dalam massa tanaman.
Dalam pakan kering, mikroorganisme berada dalam keadaan anabiotik. Ketika pakan dibasahi, mereka mulai berkembang biak dan menyebabkan pembusukan.
Secara teoritis, pembuatan jerami dikaitkan dengan pengeringan tanaman dengan kadar air awal 65-75% hingga kadar air 10-16%, di mana semua aktivitas biokimia dan mikrobiologis berhenti. Dalam praktiknya, jerami tidak dikeringkan hingga kadar airnya rendah dan pada kenyataannya dianggap aman untuk menyimpan jerami setelah kadar air rata-rata dikurangi menjadi 20%. Ini adalah kelembaban yang cukup tinggi untuk jamur terjadi, kecuali kehilangan air lebih lanjut terjadi selama penyimpanan.
Dalam semua kasus, selama 2-3 hari pertama penyimpanan, puncak suhu pertama diamati, diikuti oleh puncak kedua yang lebih tinggi.
Ini adalah puncak kedua yang disebabkan oleh respirasi jamur yang berkembang pesat. Semakin tinggi kadar air pada level 20%, semakin besar risiko jamur, peningkatan kehilangan bahan kering. Jadi, jika bal jerami yang longgar disimpan pada kadar air 35-40%, kehilangan bahan kering akan sekitar 15-20%, dan karbohidrat terlarut akan lengkap. Analisis mikrobiologi akan mengungkapkan sejumlah besar mikroorganisme, termasuk actinomycetes termofilik yang berbahaya.
Telah ditetapkan oleh ilmu pengetahuan dan praktik bahwa nilai gizi biji-bijian dari panen hingga pengeringan, hanya sebagai hasil dari proses enzimatik yang berkelanjutan, dapat menurun hingga 20% atau lebih. Kerugian yang lebih signifikan dalam nilai gizi gabah terjadi ketika dipanen dalam cuaca hujan.
Biji-bijian mentah dan lembab mulai memanas sendiri pada hari ke-2-3, dan kemudian berkecambah, berjamur, dan memburuk. Jadi, pada suhu siang hari 25 ° C, dan pada malam hari 16 ° C, biji-bijian segar dapat mengandung 800 jamur berjamur, setelah 2 hari (dalam silo) - 15.000, dalam biji-bijian yang menempel di dinding menara - 7.500.000.
Bersyarat atau, seperti yang kadang-kadang disebut, kadar air kritis dari biji-bijian yang disimpan untuk penyimpanan jangka panjang dianggap 10-15%. Pada kelembaban yang lebih tinggi, biji-bijian memburuk dengan cepat. Salah satu alasan utama pemanasan biji-bijian adalah perkembangan jamur dan bakteri kapang. Jika perkecambahan biji-bijian dimulai dengan penyerapan kelembaban 40% ke massanya, maka perkembangan bakteri terjadi pada 16%, dan reproduksi jamur terjadi pada kelembaban 15%.
Sulitnya menyimpan bahan baku pakan dan biji-bijian terletak pada kenyataan bahwa tidak mungkin membersihkannya dari mikroorganisme dan bakteri. Mikroorganisme dan bakteri tersebar luas di alam dan selalu ada dalam pakan dan bahan baku. Kondisi penyimpanan yang tidak menguntungkan untuk pakan mendorong perkembangan dan pertumbuhan mikroorganisme, sementara sifat nutrisinya secara signifikan memburuk, dan terkadang membuatnya sama sekali tidak cocok untuk nutrisi. Salah satu alasan utama kualitas pakan dan bahan baku yang buruk adalah kerusakannya oleh jamur kapang, banyak di antaranya menghasilkan produk sekunder dari aktivitas vitalnya - mikotoksin.
Istilah "butir basah" umumnya digunakan untuk butir dengan kadar air antara 18 dan 20%. Biji-bijian basah mulai memanas dalam beberapa jam setelah panen, terutama karena mikroorganisme. Jika kondisi penyimpanan tidak sesuai dan tidak terkontrol, suhu biji-bijian akan naik ke tingkat di mana actinomycetes yang sangat berbahaya, yang menyebabkan sejumlah penyakit berbeda pada hewan dan manusia, dapat berhasil tumbuh. Jika biji-bijian mengandung lebih dari 18% air, perubahan sekunder terjadi, yang disebabkan oleh ragi yang termasuk dalam genus Candida dan Hansenula. Mikroorganisme ini dapat tumbuh pada tingkat oksigen yang sangat rendah, dan dalam kondisi ini, fermentasi alkohol yang lemah dapat terjadi. Fermentasi semacam ini menyebabkan penurunan kandungan sukrosa dan peningkatan kandungan gula pereduksi dalam biji-bijian, pembentukan berbagai rasa, dan kerusakan gluten.
2.3. Proses mikrobiologi yang terjadi selama pematangan jerami Secara umum diterima bahwa komunitas utama mikroorganisme yang terdeteksi selama pematangan jerami diwakili, seperti dalam silase, oleh tiga kelompok fisiologis utama (asam laktat, bakteri pembusuk dan ragi), tetapi dalam jumlah yang lebih kecil. Jumlah maksimum mikroorganisme dalam bahan kering terdeteksi hingga 15 hari (dalam silo - hingga 7). Haylage memiliki lebih sedikit asam organik, lebih banyak gula, dan keasamannya biasanya lebih rendah daripada silase.
Dasar biologis untuk membuat jerami adalah untuk membatasi respirasi sisa sel tumbuhan dan mikroorganisme yang tidak diinginkan dengan "kekeringan fisiologis". Gaya penahan air dalam jerami kira-kira 50 atm., Dan tekanan osmotik di sebagian besar bakteri adalah 50–52 atm., yaitu, dengan kadar air rumput 40–55%, air berada dalam bentuk yang tidak dapat diakses oleh sebagian besar bakteri. bakteri. Karena peningkatan tekanan osmotik dalam massa jerami, bakteri asam butirat dan sporanya tidak dapat menggunakan kelembaban pakan untuk perkembangan dan perkecambahannya. Kapang dapat tumbuh pada kelembaban yang ditentukan, tetapi keberadaannya sulit karena kekurangan udara (oksigen).
Spesies bakteri asam laktat osmotoleran dapat berkembang dalam kelembaban ini. Pada kultur bakteri asam laktat dalam haylage, aktivitas osmotik, aktivitas reproduksi, akumulasi asam laktat, serta kemampuan memfermentasi karbohidrat kompleks (pati, dll) lebih tinggi daripada kultur bakteri asam laktat dalam silase.
Oleh karena itu, seperti dalam ensiling, kondisi optimal harus diciptakan untuk perkembangan bakteri asam laktat (pemadatan terus menerus selama peletakan dan penutup kedap udara dengan film polietilen untuk membatasi akses udara). Jika penyimpanan tidak cukup padat dan bocor, ini menyebabkan pemanasan, pencetakan umpan dan proses aerobik yang tidak diinginkan lainnya.
Dalam kondisi seperti itu, jerami berkualitas baik tidak dapat disiapkan.
Sebagai hasil dari proses pemanasan sendiri, kecernaan nutrisi, terutama protein, berkurang tajam. Teknologi pemanenan jerami dan silase dari rumput dengan kelembapan rendah dijelaskan secara rinci dalam banyak buku dan manual, kami hanya akan menekankan di sini bahwa, berdasarkan metode teknologi dasar, nilai gizi jerami lebih tinggi daripada nilai gizi silase yang disiapkan. dari hijauan alami atau rendah kelembaban. 1 kg pakan alami mengandung 0,30–0,35 pakan. unit
2.4. Proses mikrobiologis yang terjadi selama ensiling
Komposisi kuantitatif dan kualitatif (spesies) komunitas mikroorganisme yang terlibat dalam pematangan silase juga tergantung pada komposisi botani massa hijau, kandungan karbohidrat dan protein terlarut di dalamnya, dan kadar air massa awal. .
Jadi, misalnya, bahan baku yang kaya protein (semanggi, alfalfa, semanggi manis, sainfoin, dll.), Berbeda dengan bahan baku yang kaya karbohidrat (jagung, millet, dll.), diilhami dengan partisipasi jangka panjang dalam proses pembusukan bakteri dan dengan peningkatan lambat dalam jumlah bakteri asam laktat.
Namun, bagaimanapun, setelah meletakkan massa tanaman di gudang, reproduksi massal mikroorganisme diamati. Jumlah total mereka setelah 2-9 hari dapat secara signifikan melebihi jumlah mikroorganisme yang masuk dengan massa tanaman (Tabel 7).
–  –  –
Dengan semua metode ensiling, komunitas mikroorganisme terlibat dalam pematangan silo, terdiri dari dua kelompok yang berlawanan secara diametris sesuai dengan sifat dampaknya terhadap bahan tanaman: kelompok berbahaya (tidak diinginkan) dan berguna (diinginkan). Sifat hubungan mereka bervariasi tidak hanya dari simbiosis ke antagonis, pada akhirnya menentukan keberhasilan atau kegagalan dalam hasil ensiling, tetapi juga pada sifat bahan ensiling, udara dan rezim suhu.
Jadi, dalam proses ensiling, mikroorganisme pembusuk digantikan oleh asam laktat, yang, karena pembentukan asam laktat dan sebagian asam asetat, mengurangi pH umpan menjadi 4,0-4,2 dan dengan demikian menciptakan kondisi yang tidak menguntungkan untuk pengembangan pembusukan. mikroorganisme (lihat Tabel 7).
Kondisi keberadaan (kebutuhan oksigen, kaitannya dengan suhu, keasaman aktif, dll.) tidak sama untuk kelompok mikroorganisme yang berbeda.
Dari sudut pandang kebutuhan oksigen, tiga kelompok mikroorganisme dibedakan secara kondisional:
Berkembang biak hanya dengan tidak adanya oksigen (anaerob obligat);
Berkembang biak hanya dengan adanya oksigen (aerob obligat);
Reproduksi baik dengan adanya oksigen maupun tanpa oksigen (anaerob fakultatif).
Sebagian besar mikroorganisme yang menyebabkan malfermentasi tidak dapat mentolerir pH di bawah 4,0, sehingga diinginkan untuk segera mencapai tingkat keasaman optimal ini.
Untuk membatasi aktivitas mikroorganisme berbahaya dan merangsang reproduksi bakteri menguntungkan, seseorang harus mengetahui karakteristik masing-masing kelompok mikroorganisme.
Di meja. Gambar 8 secara skematis menunjukkan karakteristik fisiologis dan biokimia dari perwakilan utama mikroorganisme yang terlibat dalam proses ensiling.
Tabel 8. Kondisi keberadaan mikroorganisme dalam silo
–  –  –
Untuk mendapatkan silase berkualitas tinggi, penciptaan kondisi anaerobik tidak kalah pentingnya - pemadatan yang ketat dan penyegelan yang baik.
Pada silase yang diperoleh pada kondisi non hermetis (aerobik), jumlah bakteri asam laktat setelah peningkatan awal dengan cepat menurun, pada hermetik (anaerob) tetap tinggi. Pada hari ke-7 fermentasi dalam kondisi anaerobik, persentase bakteri homofermentatif yang tinggi diamati, dalam kondisi aerobik - pediokokus.
Meskipun kemudian di silo ini muncul batang asam laktat dalam jumlah yang cukup, mereka tidak lagi dapat mencegah pertumbuhan mikroorganisme yang tidak diinginkan.
Dengan demikian, bakteri asam laktat dibedakan oleh fitur-fitur berikut yang penting untuk ensiling:
1) kebutuhan untuk metabolisme, terutama karbohidrat (gula, lebih jarang pati);
2) protein tidak terurai (beberapa spesies dalam jumlah yang dapat diabaikan);
3) mereka adalah anaerob fakultatif, yaitu, mereka berkembang tanpa oksigen dan dengan adanya oksigen;
4) suhu optimum paling sering 30 °C (bakteri asam laktat mesofilik), tetapi dalam beberapa bentuk mencapai 60 °C (bakteri asam laktat termofilik);
5) tahan keasaman hingga pH 3,0;
6) dapat berkembang biak dalam silase dengan kandungan bahan kering yang sangat tinggi;
7) mudah mentolerir NaCl konsentrasi tinggi dan tahan terhadap beberapa bahan kimia lain;
8) selain asam laktat, yang memainkan peran penting dalam menekan jenis fermentasi yang tidak diinginkan, bakteri asam laktat mengeluarkan zat aktif biologis (vitamin kelompok B, dll.). Mereka memiliki sifat preventif (atau kuratif), merangsang pertumbuhan dan perkembangan hewan ternak.
Dalam kondisi yang menguntungkan (kandungan karbohidrat yang larut dalam air yang cukup dalam bahan tanaman awal, anaerobiosis), fermentasi asam laktat berakhir hanya dalam beberapa hari dan pH mencapai nilai optimal 4,0-4,2.
2.4.1. silase jagung
Metode pemanenan dan penyimpanan silase jagung yang saat ini digunakan dalam kondisi produksi tidak menyediakan pakan berenergi tinggi. Seringkali, bahkan hibrida pematangan awal tidak punya waktu untuk mencapai tahap perkembangan optimal (lilin susu, pematangan biji-bijian lilin) karena kondisi iklim, terutama di bagian utara Belarus. Kelembaban yang tinggi dari massa hijau awal dan kandungan gula yang relatif tinggi, seperti yang ditunjukkan oleh praktik, menyebabkan produksi pakan yang terlalu diasamkan (pH 3,3–3,7) dengan nilai gizi rendah (0,12–0,14 unit pakan per 1 kg pakan) .
Selain itu, ada kekhawatiran tentang penurunan stabilitas aerobik silase jagung (butir) berkualitas baik.
Dalam beberapa kasus, kerugian yang signifikan diamati selama pemindahan silase jagung dari penyimpanan dan pemberiannya, meskipun kepatuhan ketat terhadap metode teknologi dasar selama peletakan (pengurangan kelembaban, peletakan tepat waktu, pemadatan yang andal dan tempat berlindung). Ini terjadi sebagai akibat dari aktivitas mikroflora aerobik, yang menggunakan terutama karbohidrat yang larut dalam air dan asam laktat sebagai sumber energi. Dalam praktiknya, ini disertai dengan proses termal, yang pada akhirnya "reproduksi aerobik" dari silase, yang dibuang oleh hewan.
2.4.2. Mikroflora massa hijau jagung
Studi mikroflora massa hijau segar jagung dan tongkol selama panen silase menunjukkan bahwa perwakilannya yang terlibat dalam proses pematangan pakan silase terdeteksi dalam rasio numerik yang kira-kira sama dengan jenis bahan baku segar lainnya untuk silase. Saat menganalisis komposisi kuantitatif dan kualitatif mikroflora jagung, jumlah bakteri pembusuk yang dominan ditemukan - Bacillus megaterium, Bacterium levans, Pseudomonas herbicola levans (Tabel 9).
Sejumlah besar ragi terdeteksi - Hansenula anomala, Candida krusei, Pichia membranae faciens, Saecharomyces exiguus, serta jamur jamur Aspergillus fumigatus, Fusarium sporotriciella, Geotrichum candidum, dll.
Perwakilan utama bakteri asam laktat jagung adalah bentuk batang dari jenis Lactobacillus plantarum.
T a b l e 9. Jumlah mikroorganisme dalam massa hijau segar jagung selama pemuatan ke penyimpanan, juta.
sel/g massa silase
–  –  –
Mikroflora tongkol yang baru dipanen jauh lebih buruk daripada mikroflora massa hijau yang diambil pada waktu dan lahan yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa pembungkus adalah penutup pelindung tongkol dalam kaitannya dengan mikroflora. Jadi, 1 g pembungkus mengandung unit dan puluhan juta bakteri pembusuk, bakteri pembusuk ditemukan dalam tongkol itu sendiri dalam jumlah puluhan ribu, dan bakteri asam laktat - ratusan dan ribuan sel.
2.4.3. Mikroflora jagung ensiled
Jagung kaya akan karbohidrat, oleh karena itu, ketika kondisi anaerobik dibuat selama ensiling, bakteri asam laktat lebih cepat memperoleh keunggulan numerik dibandingkan pembusukan. Jika pada hari ke-2 dalam silase jagung terdapat 430 juta bakteri asam laktat, bakteri pembusuk - 425 juta per 1 g massa silase, maka setelah 15 hari, ketika jumlah bakteri asam laktat meningkat menjadi 900 juta, bakteri pembusuk diisolasi dalam jumlah yang sangat kecil. Bakteri asam butirat tidak berkembang di bawah kondisi ensiling yang optimal.
Pengamatan dinamika pematangan silase jagung menunjukkan bahwa tidak hanya bakteri pembusuk dan asam laktat, tetapi juga ragi yang terlibat dalam fase pertama. Jumlah mereka meningkat secara signifikan pada hari ke-2.
Aktivitas ragi dalam silase dianggap tidak diinginkan karena dua alasan.
Pertama, mereka bersaing dengan bakteri asam laktat untuk gula, yang berfermentasi terutama menjadi etil alkohol, yang tidak memiliki nilai pengawet yang signifikan. Selama pembentukan etil alkohol dari glukosa, piruvat pertama kali terbentuk, yang kemudian didekarboksilasi menjadi asetaldehida, yang direduksi menjadi etil alkohol. Selain etil alkohol, ragi dalam kondisi anaerobik juga membentuk produk lain (asetat, propionat, butirat, asam isobutirat, n-propanol, isobutanol, isopentanol). Selain gula heksosa, beberapa ragi menggunakan pentosa (D-xylose, D-ribose), polisakarida (pati), alkohol (manitol, sorbitol).
Kedua, ragi adalah agen penyebab utama dekomposisi aerobik silase, menggunakan asam organik (laktat, asetat, sitrat).
Jadi, pada jagung yang kaya akan karbohidrat, di bawah mode ensiling yang optimal, pada periode awal pematangan, proses fermentasi disebabkan oleh partisipasi dominan komunitas mikroorganisme fermentasi karbohidrat: pembusukan, asam laktat, dan ragi. Bakteri pembusuk mendominasi tidak lebih dari 2-5 hari pertama, dan kemudian, di bawah pengaruh peningkatan jumlah bakteri asam laktat, menghentikan perkembangannya dalam kondisi pH rendah.
Bakteri asam laktat, setelah mencapai posisi dominan, hampir sepenuhnya menggantikan bakteri pembusuk. Kemudian, ketika tingkat pH semakin menurun, jumlahnya semakin berkurang.
Kondisi aerob di dalam silo kurang baik untuk pertumbuhan kapang. Mereka, sebagai suatu peraturan, berkembang hanya di area yang terpisah, di tepi dan pada permukaan yang bersentuhan dengan udara.
Jika rezim teknologi ensiling dalam massa jagung dilanggar, aktivitas ragi dan bakteri butirat, mis., mikroorganisme yang menghancurkan karbohidrat, paling terpengaruh. Silase semacam itu ditandai dengan kandungan asam asetat dan bahkan butirat yang tinggi. Adanya asam asetat dalam jumlah besar selalu menunjukkan penurunan kualitas silase.
2.4.4. Mikroflora jagung beku beku Dalam kondisi wilayah utara Republik Belarus, ada kasus ketika jagung beku dienkripsi. Dengan teknologi yang tepat untuk ensiling jagung beku, setelah 3-5 hari, bakteri asam laktat memperoleh posisi dominan, jumlahnya hampir 10 kali lebih tinggi dari jumlah bakteri pembusuk, dan ragi pada bahan ini terdeteksi bahkan dalam jumlah yang lebih besar daripada di silo matang dari jagung tidak rusak oleh pembekuan.
Pada bahan ini, komunitas ekologi utama mikroorganisme diwakili oleh asam laktat dan bakteri pembusuk, serta ragi. Dari bakteri pembusuk, spesies yang sama diisolasi yang biasanya ditemukan selama ensiling massa hijau berbagai tanaman, termasuk jagung - Pseudomonas herbicola dan Bacterium levans.
Data biokimia menunjukkan bahwa proses pematangan silo ini ditandai dengan akumulasi asam organik yang cepat dan sangat tinggi. Pada saat yang sama, dicatat bahwa, selama penyimpanan, keasaman dalam silo ini menurun secara signifikan. Hal ini dapat dijelaskan dengan konsumsi asam oleh ragi, karena yang terakhir ditemukan di sini bahkan dalam silase berusia 9 bulan, yang mengarah pada kualitas pakan jadi yang lebih rendah.
Setelah 5 bulan penyimpanan, kualitas silase yang diambil di tengah penyimpanan dan di lapisan yang lebih dalam baik dari segi komposisi asam organik, mikroflora dan indikator organoleptik, sedangkan kualitas silase yang buruk diperoleh di bagian atas penyimpanan. struktur. Silo dari lapisan atas penyimpanan memiliki bau asam butirat yang tajam, dan bakteri pembusuk ditemukan di dalamnya dalam jumlah yang dominan dibandingkan asam laktat: masing-masing 30 dan 23 juta bakteri per 1 g massa silase. Di sini, bakteri asam butirat ditemukan dalam jumlah yang jauh lebih banyak dibandingkan dengan silo yang terletak di tengah struktur.
Dengan demikian, proses mikrobiologis pematangan silase dari jagung rusak beku berlangsung lebih intensif daripada selama ensiling jagung tidak rusak; dengan partisipasi yang lebih besar dari mikroflora yang tidak diinginkan di lapisan atas. Penundaan panen jagung beku tidak dapat diterima, karena ini berkontribusi pada perkembangan cepat mikroflora yang tidak diinginkan pada tanaman beku dan secara signifikan mengurangi kualitas silase jadi.
Oleh karena itu, jagung yang rusak akibat embun beku harus dipanen dengan cepat dan segera dienkripsi sesuai dengan semua metode teknologi.
2.4.5. Pengaruh silase jagung pada metabolisme dalam tubuh hewan 0,7-0,9 kg asam organik dimasukkan ke dalam tubuh hewan dengan silase per hari, yang memiliki efek signifikan pada proses pencernaan dan metabolisme. Tetapi jika silase diasamkan, maka jumlah asam meningkat secara signifikan. Silase semacam itu berdampak negatif tidak hanya pada proses metabolisme, tetapi juga pada rasa dan kualitas teknologi susu, serta pada produk olahannya (keju, mentega).
Pemberian jangka panjang silase jagung fermentasi spontan dalam bentuk murni (tanpa pakan lain) menghambat proses fermentasi dalam rumen ruminansia, menghambat perkembangan mikroflora dan menyebabkan penurunan kecernaan nutrisi makanan, serta peningkatan rata-rata harian dalam berat hidup. Hewan menolak pakan dari jagung, di mana proses fermentasi sekunder telah terjadi.
Penurunan cadangan alkali dan gula darah pada sapi yang makan silase fermentasi spontan berlimpah terjadi.
Memberi makan 20–25 kg silase jagung yang mengandung asam butirat kepada sapi yang menyusui menyebabkan bentuk asidosis yang parah dan secara signifikan meningkatkan keasaman susu.
Jenis silo memberi makan sapi dengan kekurangan karbohidrat yang mudah dicerna dalam makanan mengurangi aktivitas amilolitik isi rumen dan sekum chyme. Pemberian pakan jangka panjang untuk sapi 25-30 kg per hari silase jagung peroksida fermentasi spontan berdampak negatif pada kemampuan reproduksi sapi, kegunaan biologis kolostrum dan susu, yang mengarah pada penurunan pertumbuhan anak sapi dan ketahanannya terhadap penyakit gastrointestinal. Kesimpulan ilmiah dikonfirmasi dalam kondisi praktis memberi makan sapi dengan silase jagung.
Perlu dicatat bahwa ketonemia dalam tubuh sapi berproduksi tinggi berkembang lebih cepat daripada yang berproduksi rendah. Pelanggaran rasio metabolit karbohidrat dan lemak dalam tubuh menyebabkan munculnya sejumlah besar produk metabolisme yang kurang teroksidasi dalam darah dan jaringan dalam bentuk badan keton (aseton) dan perkembangan ketosis.
Fenomena ketosis dalam tubuh biasanya dikaitkan dengan pelanggaran metabolisme karbohidrat-lemak dengan penurunan simultan jumlah gula dalam darah dan peningkatan tajam dalam tubuh keton. Alasan utama ketosis adalah masuknya produk metabolisme asam ke dalam tubuh selama periode kondisi yang tidak biasa untuk penyerapan nutrisi makanan, yaitu kehamilan, menyusui, stres, dll. Oleh karena itu, kecenderungan terbesar untuk ketosis pada hewan ternak betina yang mengonsumsi dalam jumlah yang meningkat dari silase.
Ketonemia, terlepas dari penyebab yang menyebabkannya, ditandai dengan akumulasi badan keton dalam darah dan jaringan di bawah pengaruh asam asetat dan asetoasetat yang diaktifkan. Asam asetoasetat diubah menjadi asam hidroksibutirat oleh enzim dehidrogenase, dan reaksi ini reversibel. Dalam rumen ruminansia, ditemukan asetoasetat dekarboksilase, yang memungkinkan jaringan rumen menggunakan asam asetoasetat dengan pelepasan aseton dan karbon dioksida. Metabolit ini dieliminasi dari tubuh dalam urin dan udara yang dihembuskan.
Jika, misalnya, bau khas aseton dirasakan dengan udara yang dihembuskan oleh ruminansia, maka ini merupakan indikator ketosis.
Prekursor badan keton termasuk tirosin, leusin, isoleusin, dan fenilalanin, disintesis dalam rumen dan disuplai dengan makanan. Hingga 300 g badan keton dapat terbentuk dalam tubuh sapi per hari. Sumber utama pembentukan keto dalam tubuh adalah asam butirat. Menghapusnya dari tubuh menghentikan ketonemia. Tempat pembentukan badan keton dianggap sebagai jaringan parut, hati, dan kadang-kadang kelenjar susu. Badan keton digunakan oleh hampir semua jaringan tubuh.
Kondisi utama untuk pemecahan akhir badan keton menjadi karbon dioksida dan air dalam tubuh adalah adanya glukosa dalam jumlah yang cukup dalam jaringan dan darah. Pemanfaatan maksimum badan keton oleh jaringan tubuh dimungkinkan pada konsentrasi darah 20 mg%, melebihi batas ini menyebabkan ketonemia. Ekskresi benda keton dari tubuh dengan urin, susu, dan udara yang dihembuskan disertai dengan pelepasan ion natrium dan kalium dalam jumlah yang sama, yang menyebabkan penurunan cadangan alkali darah.
Untuk pencegahan ketonemia pada ternak ruminansia, preparat hormonal seperti insulin, ACTH, tiroksin, serta gliserol, glukosa, asam propionat dan garamnya biasanya direkomendasikan. Pengenalan mereka ke dalam tubuh dianggap perlu untuk meningkatkan asam propionat dalam rumen dan mengurangi asam butirat. Ini juga difasilitasi dengan menyeimbangkan diet untuk protein dan karbohidrat, memberi makan hewan dengan makanan bertepung dan bergula.
Memberi makan silase dengan starter asam propionat ke sapi mengaktifkan aktivitas bakteri selulolitik di saluran pencernaan, akibatnya dekomposisi serat ditingkatkan, perkembangan bakteri asam propionat dalam rumen dirangsang, dan nutrisi dari makanan dirangsang. diserap lebih baik. Dengan demikian, koefisien kecernaan komponen utama pakan dengan silase tersebut lebih tinggi daripada pakan dengan silase fermentasi spontan: untuk protein kasar - sebesar 4%, lemak kasar - sebesar 8,4%, serat kasar - sebesar 2,1% dan zat ekstraktif bebas nitrogen - sebesar 3%. Silase dengan penghuni pertama pada sapi menyusui menyebabkan peningkatan konsentrasi gula sebesar 10-15%, cadangan alkalinitas - sebesar 20-40 mg%, mengurangi konsentrasi badan keton sebesar 5-7 mg% dan dengan demikian mencegah asidosis. Pada sapi kering bunting, pencernaan diaktifkan, dan keadaan fisiologis membaik. Ini dibuktikan dengan peningkatan cadangan alkali dalam darah rata-rata 10 mg%, konsentrasi gula 20 mg%, penurunan tingkat badan keton di dalamnya sebesar 4,6 mg% dan kelahiran anak sapi yang sehat dan layak. . Pada sapi menyusui, kandungan lemak susu meningkat 0,20-0,25%, kandungan protein - 0,20-0,30% dan laktosa - 0,10-0,20%.
Penggunaan garam karbon amonium (UAS) dalam jumlah 10 kg/t pakan memberikan hasil positif dalam deoksidasi silase jagung. Selain itu, silase juga diperkaya dengan protein.
2.4.6. Dekomposisi aerobik dari silase jagung
Silase yang baik dan berkualitas tinggi terkadang mengalami pemanasan yang cepat saat dikeluarkan dari penyimpanan atau saat udara memasuki penyimpanan.
Dalam silase jagung, kehilangan aerobik dalam beberapa kasus mencapai 32% dalam waktu 15 hari.
Dalam silo di mana pembusukan aerobik terjadi, zona suhu tinggi pertama menyebar di permukaan silo dalam penyimpanan (bahu), dan dengan waktu diperdalam 20-40 cm. Selanjutnya, lapisan permukaan (0-15 cm) didinginkan, dan pH-nya meningkat menjadi 8,5-10,0 dan perkembangan jamur kapang dimulai. Jadi, pada tahap pertama pembusukan, pemanasan dan peningkatan pH terjadi, dan pada tahap kedua pembusukan terjadi pencetakan. Hasil dari fenomena negatif ini adalah penghancuran asam laktat, karbohidrat, dan zat berharga lainnya dengan pembentukan mikotoksin yang berbahaya bagi kesehatan hewan.
2.4.7. Penyebab Pencernaan Pakan Aerobik
Di bawah fermentasi "sekunder" berarti oksidasi asam organik (terutama asam laktat) yang terbentuk selama ensiling, dengan akses udara setelah fermentasi selesai. Istilah ini, yang telah sering digunakan dalam beberapa tahun terakhir, tidak sepenuhnya akurat dalam arti ilmiah. Jika fermentasi adalah proses pencernaan karbohidrat secara anaerobik, maka fermentasi "sekunder" adalah proses kebalikan dari dekomposisi enzimatik dengan akses oksigen.
Penetrasi udara menyebabkan pemecahan cepat karbohidrat, asam laktat, dan selanjutnya pemecahan protein dengan peningkatan pH. Dalam praktiknya, ini disertai dengan proses termal, bau yang tidak sedap, pelanggaran struktur pakan (diolesi, dihancurkan). Bahkan dengan pemanasan diri yang lemah hingga suhu 40 ° C, hewan menolak makanan seperti itu.
Pengisian lambat, penyegelan tertunda adalah semua prosedur yang meningkatkan populasi mikroorganisme aerobik yang akan mulai berkembang secara aktif segera setelah silo dibuka.
2.4.8. Mikroflora dekomposisi pakan aerobik
Telah ditetapkan bahwa agen penyebab utama fermentasi sekunder adalah ragi, yang memiliki kemampuan untuk mengasimilasi (memecahkan) asam laktat.
Kehadiran ragi dalam silase pertama kali ditemukan pada tahun 1932, tetapi pentingnya diremehkan sampai tahun 1964, ketika menjadi jelas bahwa ragi memainkan peran utama dalam dekomposisi silase ketika terkena udara. Kurangnya minat pada mikroorganisme ini dijelaskan oleh fakta bahwa jumlah mereka dalam silase dapat diabaikan. Namun, silase jagung sering dicirikan oleh tingginya jumlah mikroorganisme ini, terutama ketika fase aerobik di dalam silo sudah lama.
Ragi utama yang ditemukan dalam silase dibagi menjadi dua kelompok:
1) ragi fermentasi dasar atau ragi sedimen, yang secara khusus memfermentasi gula (Torulopsis sp.);
2) ragi fermentasi teratas, atau bermembran, memiliki kemampuan fermentasi yang lemah, tetapi efektif menggunakan asam laktat sebagai substrat (Candida sp., Hansnula sp.).
Studi dinamika fermentasi menunjukkan bahwa kandungan ragi dalam silase jagung yang dipanaskan sendiri awalnya 105-107 ragi per 1 g segera setelah panen, dan kemudian secara bertahap menurun. Sebagian besar galur khamir yang diisolasi dari silo tersebut termasuk dalam Candida sp., Hansnula sp. Patogen ketidakstabilan yang paling umum seperti Candida krusei, Candida lamlica, Pichia strasburgensia, Hansenula anomala resisten terhadap tingkat pH yang sangat rendah.
Setelah 5 hari penyimpanan aerobik, silase jagung yang tidak stabil memiliki jumlah ragi yang sangat tinggi, tetapi juga mikroorganisme lainnya (Tabel 10).
–  –  –
Yang paling mencolok adalah keberadaan silase penghuni tanah netral atau sedikit basa - streptomycetes. Kehadiran mereka, serta cetakan silase "asli", adalah salah satu alasan ketidakcocokan untuk memberi makan silase tersebut. Tetapi baik di hadapan jamur jamur "asli" dan streptomycetes yang asing bagi silase, kita tidak berbicara tentang patogen primer fermentasi sekunder, tetapi sudah tentang flora sekunder dengan ketidakstabilan aerobik.
Pada akhir fermentasi spontan silase jagung, jumlah ragi setidaknya 104 sel per 1 g pakan (Tabel 11).
Tabel 11. Silase jagung (perkiraan akhir setelah 173 hari)
–  –  –
Jamur jamur, seperti ragi, memainkan peran negatif dalam penguraian silo ketika udara masuk ke dalamnya, karena mereka membentuk zat beracun - mikotoksin. Dalam sampel yang dipelajari diambil dari silo sebelum makan, cetakan berikut diisolasi dan diidentifikasi: Aspergillus sp., Fusarium sp., Penicillium sp.
dan lain-lain Hewan yang diberi perlakuan silase jagung berjamur yang mengandung A. fumigatus menunjukkan radang usus halus, perubahan jaringan intermediet paru-paru, kehilangan nafsu makan, dan diare.
Pelanggaran aktivitas jantung (denyut nadi cepat, aritmia) dan pernapasan, gangguan pencernaan (atonia rumen atau peningkatan motilitas usus), depresi, penolakan makanan disebabkan oleh mikotoksin Fusarium sporotriciella, Geotrichum candidum. Mikotoksin ini memberikan bau tengik pada silase dan menyebabkan infeksi jamur pada hewan ternak.
2.4.9. Cara meningkatkan stabilitas aerobik silase
Pembukaan silo yang benar, analisis mikrobiologis massa hijau yang ditempatkan di silo, penggunaan pengawet kimia dengan sifat fungisida (fungistatik) adalah langkah utama untuk membatasi pembusukan mikrobiologis selama pemberian pakan jangka panjang atau penyimpanan aerobik silase jagung (biji-bijian basah) .
Cara yang paling jelas dan efektif untuk mencegah dekomposisi aerobik adalah dengan memberi makan silase kepada hewan pada hari dikeluarkan dari silo. Pembuangan pakan yang sering juga meningkatkan dekomposisi pada permukaan silo yang terbuka. Pembongkaran harus dilakukan tanpa memindahkan lapisan, memecah soliditas silo yang tersisa di silo.
Salah satu langkah yang mungkin untuk meningkatkan stabilitas aerobik silase jagung adalah perlakuan massa hijau dengan bahan kimia yang menekan mikroflora aerobik pakan.
Di meja. 12 menunjukkan pengawet yang paling umum digunakan yang memiliki efek fungistatik (fungisida) pada patogen fermentasi sekunder.
–  –  –
Kalsium format dan asam asetat tidak memiliki efek penghambatan praktis pada ragi jika konsentrasi yang diterapkan di bawah 0,5%. Meskipun pemecahan cepat natrium nitrit, heksametilenatetramina, mereka direkomendasikan untuk membatasi proses fermentasi sekunder, karena mereka "membebaskan" silase dari ragi pada awal fermentasi. Pengawet fungistatik (fungisidal) yang paling efektif pada proses fermentasi sekunder adalah asam propionat dan asam asetat, natrium benzoat, karena sebagian besar diawetkan ketika silase dikeluarkan dari penyimpanan.
Sebuah studi perbandingan sifat fungistatik (fungisida) propionat, format, asam benzoat, natrium benzoat, natrium nitrit, pengawet-pengaya (yang meliputi asam propionat dan urea), pengawet Finlandia (dari jenis Viher) menunjukkan bahwa natrium nitrit dan benzoat asam memiliki aktivitas tertinggi asam, yang menghambat pertumbuhan ragi hingga 98%. Kekuatan efek pengawet kimia tergantung pada dosisnya, konsentrasi ion hidrogen, dan jumlah sel ragi.
Penggunaan preparat yang dibuat atas dasar gabungan strain bakteri asam laktat homofermentatif dan heterofermentatif juga berkontribusi pada peningkatan keamanan silase selama pemindahan dari silo dan pemberian makanan kepada hewan. Meskipun masuknya bakteri heterofermentatif menyebabkan beberapa peningkatan kehilangan nutrisi selama ensiling, ini berkontribusi pada peningkatan asam asetat dalam pakan dan, oleh karena itu, peningkatan stabilitas aerobiknya.
Dengan demikian, teknologi pemanenan silase jagung yang digunakan dalam kondisi produksi tidak selalu menyediakan pakan yang bergizi tinggi. Silase diasamkan, dan makannya oleh hewan rendah. Oleh karena itu rendahnya efisiensi penggunaan sumber daya energi. Memberi makan hewan yang berlimpah dengan silase peroksidasi menyebabkan pelanggaran tingkat gula, cadangan alkali dalam darah, hingga perkembangan ketosis, dll.
Dalam praktiknya, kasus diketahui ketika silase jagung berkualitas baik cepat "menghangat" dan menjadi sangat cepat ketika dikeluarkan dari penyimpanan atau di dalam penyimpanan itu sendiri ketika udara tersedia. Penyebab ketidakstabilan aerobik adalah adanya ragi (Candida sp., Hansenula sp.), yang dapat mengasimilasi asam laktat.
Penggunaan yang terakhir mengarah pada fakta bahwa lingkungan asam digantikan oleh lingkungan basa (pH 8,5-10,0), kondisi yang menguntungkan diciptakan untuk pengembangan mikroflora jamur, butirat, pembusukan.
Dalam kasus ketika 1 g massa ensili awal mengandung lebih dari 4.105 jamur, tidak mungkin untuk mendapatkan silase yang stabil secara aerobik darinya dan tindakan tambahan diperlukan untuk membatasi kerugian.
Untuk menekan patogen fermentasi sekunder, ada preparat dengan aktivitas fungisida (fungistatik). Aktivitas terbaik terhadap ragi ditunjukkan oleh asam benzoat, natrium nitrit, yang hampir sepenuhnya (98%) menghambat ragi.
Untuk meningkatkan stabilitas aerobik silase jagung, diusulkan persiapan biologis kompleks berdasarkan bakteri asam laktat homo dan heterofermentatif.
2.5. Pengaruh faktor lingkungan utama terhadap aktivitas vital bakteri asam laktat 2.5.1. Pengaruh komposisi kimia massa hijau tanaman asli pada aktivitas enzimatik bakteri asam laktat Intensitas pembentukan asam laktat yang dibentuk oleh bakteri asam laktat tergantung pada rasio kuantitatif mikroorganisme dan komposisi kimia massa tanaman.
Dalam kebanyakan kasus, keberadaan alami bakteri asam laktat tidak cukup untuk mencapai peningkatan keasaman yang cepat dari massa terenkripsi. Pengecualiannya adalah jagung dan bahan mentah lainnya yang kaya akan gula bebas. Fitur fermentasi selama silase dari massa hijau tersebut adalah bahwa pada hari ke-2–3 sudah ada dominasi numerik bakteri asam laktat, yang pada hari ke-12 membentuk seluruh massa bakteri yang ada dalam silase. Hal ini disebabkan penyediaan kultur ini dengan mono dan disakarida, yang paling cocok untuk nutrisi dan keberadaan bakteri asam laktat. Tunduk pada semua metode teknologi, sebagai akibat dari transformasi biokimia yang cepat selama periode penyimpanan awal, silase jagung (baik dalam bentuk murni maupun dengan penambahan jerami) matang sepenuhnya pada hari ke-15 sejak saat bertelur.
Banyak monosakarida (glukosa, levulosa, galaktosa, manosa) difermentasi, sebagai suatu peraturan, oleh semua bakteri asam laktat.
Persamaan umum fermentasi asam laktat C6H12O6 = 2CH3CHOH · COOH glukosa asam laktat adalah ringkasan persamaan yang merangkum sejumlah transformasi kompleks karbohidrat dan produk peluruhannya, yang berlangsung secara bertahap dalam sel mikroba.
Beberapa jenis bakteri asam laktat memiliki kemampuan untuk menggunakan pentosa (xylose, arabinose) dan, khususnya, rhamnose (methylpentose).
Disakarida (sukrosa, maltosa, laktosa) biasanya diasimilasi secara selektif. Beberapa jenis bakteri asam laktat memfermentasi beberapa karbohidrat, sementara yang lain tidak. Namun di alam, terdapat bakteri asam laktat yang dapat menyerap dan memfermentasikan disakarida dalam kisaran yang cukup luas.
Polisakarida (dekstrin, pati, inulin) hanya dapat difermentasi oleh bakteri asam laktat tunggal yang baru-baru ini dijelaskan. Massa tanaman mengandung polisakarida levulesan, yang berperan sebagai zat cadangan. Mereka relatif mudah dihidrolisis dan, menurut data awal yang tersedia, tampaknya difermentasi oleh beberapa bakteri asam laktat.
Serat tidak digunakan oleh bakteri asam laktat. Stoknya dalam massa terenkripsi tetap tidak berubah.
Komposisi produk fermentasi akhir berubah cukup kuat jika bukan heksosa yang difermentasi, tetapi pentosa, yaitu gula dengan lima atom karbon: produk fermentasi dengan dua dan tiga atom karbon (asam laktat dan asetat) terbentuk.
Dalam hal ini, proses fermentasi dapat dinyatakan dengan persamaan perkiraan berikut:
6С5Н10О5 = 8С3Н6О3 + 3С2Н4О2.
pentosa lactic acetic acid Bahan baku tanaman mengandung pentosa, yang memberikan pentosa pada hidrolisis. Oleh karena itu, tidak mengherankan bahwa bahkan dengan pematangan silase yang normal, sejumlah asam asetat biasanya terakumulasi di dalamnya.
Menurut komposisi produk fermentasi, bakteri asam laktat saat ini dibagi menjadi dua kelompok utama:
1) homofermentatif - terbentuk dari gula, kecuali asam laktat, hanya sisa produk sampingan;
2) heterofermentatif - terbentuk dari gula, selain asam laktat, sejumlah karbon dioksida dan produk lainnya.
Karakteristik biokimia yang diketahui dari kelompok bakteri asam laktat di atas diberikan dalam tabel. 13, yang menunjukkan akumulasi produk utama dari aktivitas vital mereka.
Tabel 13. Hasil fermentasi bakteri asam laktat yang terbentuk dari karbohidrat
–  –  –
Seperti dapat dilihat dari tabel, bakteri asam laktat homofermentatif, berbeda dengan bakteri heterofermentatif, membentuk sejumlah kecil asam volatil (asam asetat), alkohol, dan karbon dioksida.
Kehilangan energi selama fermentasi glukosa oleh bakteri asam laktat homofermentatif adalah 2-3%, dan hasil asam laktat adalah 95-97%.
Intensitas pembentukan asam laktat yang dibentuk oleh bakteri asam laktat dapat dipengaruhi secara signifikan tidak hanya oleh komposisi medium (komposisi kimia massa tanaman yang diletakkan untuk silase, haylage), tetapi juga oleh kondisi lain (keasaman medium, suhu, aerasi, dll).
2.5.2. Pengaruh keasaman sedang pada laju akumulasi asam
Pada nilai pH yang berbeda, reaksi antara yang terjadi selama fermentasi mengambil arah yang berbeda. Jika asam laktat yang dihasilkan dinetralkan, maka dengan perkembangan bakteri asam laktat homofermentatif, sejumlah besar asam asetat dan produk sampingan lainnya (hingga 40% gula yang difermentasi) akan terakumulasi pada heksosa.
Hasil banyak peneliti telah menunjukkan penurunan asam laktat dalam silase dengan meningkatnya pH. Jadi, dalam kelompok sampel dengan pH di atas 5,0, kandungan asam laktat yang rendah diamati, dan rasionya dengan asam asetat adalah 1:1.
Karena fakta bahwa bakteri asam laktat menghasilkan sejumlah besar asam sebagai hasil dari aktivitas vitalnya, mereka berkembang pada nilai pH yang agak rendah.
Kelompok bakteri asam laktat mencakup bentuk kokoid dan berbentuk batang.
Bentuk berbentuk batang mentolerir keasaman yang lebih rendah.
Sifat stik asam laktat ini menjelaskan fakta akumulasinya pada akhir ensiling, ketika umpan sebagian besar diasamkan.
Perbandingan bahan dari berbagai peneliti menunjukkan bahwa untuk bentuk bakteri asam laktat yang sama, nilai pH kritis yang tidak identik ditunjukkan. Hal ini tidak mengherankan, karena posisi titik-titik pH kardinal dipengaruhi oleh komposisi asam yang menentukan reaksi medium, serta komponen substrat tempat bakteri berkembang. Oleh karena itu, misalnya, titik pH minimum untuk setiap bakteri tidak akan sama di dua lingkungan yang berbeda. Jadi, kurang terdisosiasi, tetapi lebih berbahaya bagi mikroorganisme, asam asetat menghentikan perkembangan bakteri asam laktat pada pH yang lebih tinggi daripada asam laktat.
2.5.3. Pengaruh Suhu Terhadap Energi Pembentukan Asam Bakteri Asam Laktat Aktivitas vital bakteri asam laktat dapat berlangsung dengan sukses baik di dalam silo yang relatif dingin maupun yang dapat memanaskan sendiri.
Spesies dan ras bakteri asam laktat yang terpisah dapat berkembang dalam kondisi suhu yang sangat berbeda. Perwakilan paling umum dari mereka hidup dalam kisaran 7-10 hingga 10-42 ° C, memiliki optimal sekitar 25-30 ° C.
pada gambar. Tabel 1 menunjukkan indikator aktivitas vital salah satu ras bakteri asam laktat, yang cukup sering ditemukan pada pakan terenkripsi, - energi pembentukan asam pada berbagai temperatur.
Beras. 1. Pengaruh suhu terhadap energi pembentukan asam bakteri asam laktat Di alam, bagaimanapun, sering ada bentuk bakteri asam laktat yang dapat berkembang biak baik di zona suhu yang lebih tinggi dan lebih rendah.
Misalnya, dalam silo yang matang di musim dingin pada suhu positif yang sangat rendah, ada streptokokus dengan titik suhu minimum di bawah 5 °C. Optimalnya adalah sekitar 25 ° C, dan maksimumnya sekitar 47 ° C. Pada suhu 5 °C, bakteri ini masih cukup kuat mengakumulasi asam laktat dalam pakan.
Pada suhu rendah, tidak hanya kokoid, tetapi juga bakteri asam laktat berbentuk batang dapat berkembang.
Dalam silo yang dapat memanas sendiri, juga dimungkinkan untuk menemukan, bersama dengan basil asam laktat, kokus. Titik suhu minimum kokus yang mampu berkembang pada suhu tinggi adalah sekitar 12 °C, batang - sekitar 27 °C. Suhu maksimum dari bentuk-bentuk ini mendekati 55°C, sedangkan suhu optimumnya berada pada kisaran 40–43°C.
Bakteri asam laktat berkembang buruk dalam kondisi ekstrem - pada suhu di atas 55 ° C, dan dengan peningkatan suhu lebih lanjut mereka mati sebagai bentuk yang tidak membentuk spora. Sifat pengaruh suhu yang berbeda pada akumulasi asam laktat dalam silase rumput sereal ditunjukkan pada Gambar. 2.
Beras. Gambar 2. Pengaruh suhu terhadap akumulasi asam dalam silase rumput Seperti dapat dilihat, pada suhu 60 °C, akumulasi asam laktat sangat ditekan.
Beberapa peneliti mencatat bahwa asam laktat terakumulasi dalam silo ketika dipanaskan bahkan di atas suhu 60–65 °C. Dalam hal ini, harus diingat bahwa itu tidak hanya dapat diproduksi oleh bakteri asam laktat.
Asam laktat juga diproduksi sampai batas tertentu oleh bakteri lain. Secara khusus, ia terbentuk di lingkungan selama pengembangan beberapa batang pembawa spora yang termasuk dalam kelompok You. subtilis dan berkembang biak pada suhu tinggi.
Bentuk-bentuk seperti itu selalu kaya diwakili dalam silo pemanas sendiri.
2.5.4. Pengaruh aerasi terhadap aktivitas bakteri asam laktat
Bakteri asam laktat adalah anaerob fakultatif bersyarat, yaitu, mereka dapat hidup baik dengan adanya oksigen maupun dalam kondisi anaerob. Derajat penyediaan lingkungan dengan oksigen dapat dicirikan oleh nilai potensial redoks (OR) (Eh). Kadang-kadang potensial OB dinyatakan dengan nilai rH2, dihitung dengan rumus Eh (dalam milivolt) rH2 = + 2pH.
Nilai rH2 menunjukkan logaritma negatif dari konsentrasi molekul hidrogen, dinyatakan dalam atmosfer. Sangat jelas bahwa tingkat suplai oksigen berhubungan langsung dengan konsentrasi molekul hidrogen dalam medium, yang menunjukkan tingkat reduksinya.
Dalam lingkungan oksigen, dengan reaksi netral, nilai Eh adalah 810, dan rН2 = 41. Dalam atmosfer hidrogen, masing-masing, Eh = -421, dan rН2 = 0. Fluktuasi nilai yang dicatat mencirikan satu atau lain derajat aerobik. Dalam lingkungan di mana bakteri asam laktat berkembang, potensinya dapat menurun cukup rendah, hingga nilai rH2 5,0–6,0.
Dengan demikian, bakteri asam laktat tidak membutuhkan oksigen. Mereka sangat beradaptasi untuk mendapatkan energi yang diperlukan dengan bantuan proses fermentasi sehingga bahkan dengan akses udara mereka tidak beralih ke pernapasan dan terus menyebabkan proses fermentasi.
Hal ini disebabkan tidak adanya sistem enzim pada bakteri asam laktat yang menyediakan respirasi (enzim hemin, katalase, dll).
Benar, ada fakta terpisah yang membuktikan kemampuan beberapa patogen dari proses asam laktat untuk ada dalam kondisi aerobik karena respirasi.
Ada kemungkinan bahwa bentuk bakteri yang serupa terjadi, tetapi mereka merupakan pengecualian.
Ada data dalam literatur tentang oksidasi asam laktat oleh bakteri asam laktat individu dalam kondisi aerobik. Karena itu, dalam kultur mikroorganisme semacam itu, keasaman menurun seiring waktu. Pertimbangan semacam ini hampir tidak masuk akal.
Dalam pakan silase yang padat, bakteri asam laktat dapat berkembang biak secara intensif, sedangkan sebagian besar bakteri pembusuk dan kapang mengalami depresi yang jelas.
Jika ada akses oksigen ke massa ensiled, maka asam laktat dihancurkan oleh ragi, jamur dan bakteri aerobik lainnya.
Dalam hal ini, keasaman silase berkurang, proses pembusukan mulai berkembang di dalamnya, dan pakan memburuk (Gbr. 3).
–  –  –
pada gambar. 3 menunjukkan bahwa kondisi aerobik berkontribusi terhadap dekomposisi asam laktat dalam silase dari kangkung. Pakan ini rusak karena faktor pengawet - asam laktat - tidak lagi berpengaruh pada mikroflora yang tidak diinginkan, yang tetap dalam keadaan pasif dalam massa umpan.
2.5.5. Pengaruh peningkatan tekanan osmotik media pada perkembangan bakteri asam laktat Informasi tentang resistensi bakteri asam laktat terhadap peningkatan tekanan osmotik media terbatas. Dari informasi yang tersedia, dapat disimpulkan bahwa berbagai jenis mikroorganisme ini memiliki sikap yang berbeda terhadap keberadaan natrium klorida di lingkungan, termasuk terkadang adaptasi terhadap konsentrasi garam yang tinggi.
Studi terperinci tentang fisiologi bakteri asam laktat, yang dilakukan di bawah bimbingan E. N. Mishustin, secara meyakinkan menunjukkan kemampuan adaptasi bakteri asam laktat epifit yang lemah terhadap fermentasi dalam media dengan tekanan osmotik tinggi dalam sel tumbuhan. Studi yang lebih baru telah menemukan bahwa kultur bakteri asam laktat dalam haylage lebih osmofilik daripada kultur yang diisolasi dari silase. Mereka menahan konsentrasi natrium klorida dari 7 hingga 10%, sedangkan bakteri asam laktat silase - hingga 7%. Pada saat yang sama, sudah pada kadar garam 6% dalam medium, morfologi sel mulai berubah: bentuknya memanjang, pembengkakan diamati di ujung sel, lengkungan di tengah dan di sepanjang pinggiran, dan beberapa bagian vitalnya. fungsi dilanggar. Hal ini disebabkan dehidrasi dan kesulitan dalam mengkonsumsi nutrisi dari lingkungan.
Kira-kira dalam kondisi yang sama, mikroorganisme jatuh ke dalam proses memanen jerami. Kultur bakteri asam laktat dalam jerami, yang telah beradaptasi dengan aktivitas osmotik tinggi getah sel (50 atm. pada kelembaban rumput 40–45%), memiliki kemampuan bertahan yang lebih tinggi daripada bakteri asam laktat dalam silase, mikroorganisme pembusuk, ragi.
Dengan demikian, aktivitas osmotik kultur bakteri asam laktat dalam jerami merupakan faktor yang memastikan posisi dominan mereka dalam persiapan dan penyimpanan lebih lanjut pakan dengan kelembaban rendah. Jika kadar air massa kalengan di bawah 50-60%, maka itu akan dipertahankan dengan baik bahkan dengan kekurangan karbohidrat yang larut dalam air.
Kultur bakteri asam laktat dalam haylage dan silase berbeda tidak hanya dalam aktivitas osmotik, tetapi juga dalam aktivitas reproduksi dan akumulasi asam laktat, serta kemampuan memfermentasi pati, arabinosa, dan xilosa. Jumlah mikroorganisme maksimum pada varian dengan massa kering terungkap pada hari ke-15, sedangkan pada varian silase dari tanaman yang baru dipotong - pada hari ke-7.
Namun, dalam kondisi produksi, tidak mudah untuk mencapai kandungan bahan kering yang tinggi pada rumput yang dipotong karena kondisi cuaca. Oleh karena itu, selama beberapa tahun, para ilmuwan telah mencari produk biologis yang dapat secara positif mempengaruhi kualitas pakan kaleng dari rumput yang baru dipotong dan dikeringkan. Saat mengencerkan herba kering, hanya bakteri asam laktat osmotoleransi khusus yang harus digunakan.
2.6. Bakteri asam butirat
Bakteri asam butirat (Clostridium sp.) merupakan bakteri butirat anaerobik berbentuk batang (clostridia) pembentuk spora, motil, dan tersebar luas di dalam tanah. Kehadiran clostridia dalam silase adalah hasil dari kontaminasi tanah, karena jumlah mereka pada massa hijau tanaman pakan ternak biasanya sangat rendah. Hampir segera setelah mengisi penyimpanan dengan massa hijau, bakteri asam butirat mulai berkembang biak secara intensif bersama dengan bakteri asam laktat dalam beberapa hari pertama.
Kelembaban tanaman yang tinggi, karena adanya getah sel tanaman dalam massa silase yang dihancurkan, dan kondisi anaerobik di dalam silo merupakan kondisi yang ideal untuk pertumbuhan Clostridia. Oleh karena itu, pada akhir hari pertama, jumlahnya meningkat dan selanjutnya tergantung pada intensitas fermentasi asam laktat.
Dalam kasus akumulasi asam laktat yang lemah dan penurunan tingkat pH, bakteri asam butirat berkembang biak dengan kuat dan jumlahnya mencapai maksimum (103-107 sel/g) dalam beberapa hari.
Ketika kelembaban meningkat (dengan kandungan 15% bahan kering dalam massa silase), sensitivitas clostridia terhadap keasaman medium menurun bahkan pada pH 4,0.
Sulit untuk menentukan pH silase kritis yang tepat di mana penghambatan clostridium dimulai, karena tidak hanya bergantung pada jumlah asam laktat yang terbentuk, tetapi juga pada air dalam umpan dan suhu media.
Clostridia sensitif terhadap kekurangan air. Telah terbukti bahwa dengan peningkatan air bebas, sensitivitas bakteri ini terhadap keasaman medium menurun.
Suhu pakan memiliki efek yang nyata pada pertumbuhan Clostridium. Suhu optimum bagi sebagian besar bakteri ini untuk tumbuh adalah sekitar 37°C.
Spora Clostridia dicirikan oleh stabilitas termal yang tinggi.
Oleh karena itu, bakteri asam butirat dapat tetap berada dalam silase dalam bentuk spora untuk waktu yang lama, dan ketika mereka memasuki kondisi yang menguntungkan untuk perkembangannya, mereka mulai berkembang biak. Ini menjelaskan perbedaan dalam parameter biokimia dan mikrobiologi silase: asam butirat tidak ada, dan titer bakteri butirat dalam sampel pakan yang sama tinggi.
Studi produk fermentasi butirat dalam silase menunjukkan bahwa ada dua kelompok fisiologis: clostridia sakarolitik dan proteolitik.
Saccharolytic clostridia (Cl. butyricum, Cl. pasteurianum) memfermentasi terutama mono dan disakarida. Jumlah produk yang terbentuk bervariasi (butirat, asetat dan asam format, butil, etil, amil dan propil alkohol, aseton, hidrogen dan karbon dioksida) dan sangat bervariasi. Hal ini disebabkan oleh afiliasi spesies mikroorganisme, substrat, tingkat pH, suhu. Rasio karbon dioksida dan hidrogen biasanya 1:1. Diasumsikan bahwa asam butirat dihasilkan dari kondensasi dua molekul asam asetat. Pembentukan langsung asam butirat tidak dapat berfungsi sebagai sumber energi untuk clostridia. Untuk mempertahankan aktivitas vitalnya, diperlukan asam asetat, yang terbentuk selama oksidasi asetaldehida sebagai hasil dekarboksilasi asam piruvat atau laktat.
Clostridia saccharolytic memfermentasi asam laktat dan gula termasuk Cl. butirikum, Cl. tyrobutyricum, Cl. papaputri. Dalam silase dengan dominasi clostridia ini, asam laktat dan gula biasanya hampir tidak ada. Sebagian besar asam butirat hadir, meskipun seringkali ada banyak asam asetat.
6Н12О6 = 4Н8О2 + 2СО2 + 2Н2.
gula butirat gas asam karbon dioksida 2С3Н6О3 = 4Н8О2 + 2СО2 + 2Н2.
Lactic Butyric Hydrogen Acid Gas Proteolytic clostridia memfermentasi terutama protein, tetapi juga asam amino dan amida. Sebagai hasil dari katabolisme asam amino, asam lemak volatil terbentuk, di antaranya asam asetat mendominasi. Partisipasi yang signifikan dari clostridia proteolitik dalam dekomposisi karbohidrat terungkap. Silo mengandung spesies clostridia proteolitik Cl. sporogen, Cl. acetobutyricum, Cl. Subterminal, Cl. bifermenta. Jumlah asam butirat dalam silase merupakan indikator yang dapat diandalkan dari tingkat aktivitas Clostridial.
Fermentasi butirat menghasilkan kehilangan nutrisi yang tinggi melalui katabolisme protein, karbohidrat dan energi.
Energi hilang 7-8 kali lebih banyak dibandingkan dengan fermentasi asam laktat. Selain itu, terjadi pergeseran reaksi silase ke sisi netral akibat terbentuknya senyawa basa pada saat pemecahan protein dan asam laktat. Karakteristik organoleptik pakan memburuk karena akumulasi asam butirat, amonia dan hidrogen sulfida. Saat memberi makan sapi dengan silase seperti itu, spora Clostridium dengan susu memasuki keju dan, berkecambah di dalamnya dalam kondisi tertentu, dapat menyebabkannya "membengkak" dan menjadi tengik.
Dengan demikian, agen penyebab fermentasi butirat dicirikan oleh fitur fisiologis dan biokimia utama berikut:
1) bakteri asam butirat, sebagai anaerob obligat, mulai berkembang dalam kondisi pemadatan massa silase yang kuat;
2) gula pengurai, mereka bersaing dengan bakteri asam laktat, dan menggunakan protein dan asam laktat, mereka mengarah pada pembentukan produk pemecahan protein yang sangat basa (amonia) dan amina beracun;
3) bakteri asam butirat membutuhkan bahan tanaman yang lembab untuk perkembangannya dan, dengan kadar air yang tinggi dari massa awal, mereka memiliki peluang terbesar untuk menekan semua jenis fermentasi lainnya;
4) suhu optimal untuk bakteri asam butirat berkisar antara 35–40 °C, tetapi spora mereka mentolerir suhu yang lebih tinggi;
5) Bakteri asam butirat sensitif terhadap keasaman dan menghentikan aktivitasnya pada pH di bawah 4,2.
Langkah-langkah efektif melawan patogen fermentasi butirat adalah pengasaman cepat massa tanaman, pengeringan tanaman basah. Terdapat sediaan biologis berbasis bakteri asam laktat untuk mengaktifkan fermentasi asam laktat dalam silase. Selain itu, bahan kimia telah dikembangkan yang memiliki efek bakterisida (penekan) dan bakteriostatik (penghambatan) pada bakteri asam butirat.
2.7. Bakteri pembusuk (Bacillus, Pseudomona)
Perwakilan dari genus Bacillus (Bac. mesentericus, Bac. megatherium) memiliki karakteristik fisiologis dan biokimia yang serupa dengan perwakilan clostridia, tetapi, tidak seperti mereka, dapat berkembang dalam kondisi aerobik. Oleh karena itu, mereka termasuk yang pertama dimasukkan dalam proses fermentasi dan paling sering terjadi dalam jumlah 104–106, tetapi dalam beberapa kasus (misalnya, melanggar teknologi) - hingga 108–109. Mikroorganisme ini adalah produsen aktif dari berbagai enzim hidrolitik. Mereka menggunakan berbagai protein, karbohidrat (glukosa, sukrosa, maltosa, dll.) dan asam organik sebagai nutrisi.
Sebagian besar nitrogen protein (hingga 40% atau lebih) di bawah aksi basil dapat diubah menjadi bentuk amina dan amonia, dan beberapa asam amino menjadi mono dan diamina, terutama dalam kondisi pengasaman massa yang lambat. Dekarboksilasi maksimal terjadi pada lingkungan asam, sedangkan deaminasi terjadi pada lingkungan netral dan basa. Dekarboksilasi dapat menimbulkan amina. Beberapa di antaranya memiliki sifat beracun (indole, skatole, methylmercaptan, dll.), Dan ketika diberi makan dengan silase, zat-zat ini, memasuki aliran darah, menyebabkan berbagai penyakit dan keracunan hewan ternak. Beberapa jenis basil memfermentasi glukosa, membentuk 2,3-butilen glikol, asam asetat, etil alkohol, gliserol, karbon dioksida, dan sejumlah kecil asam format dan suksinat.
Sifat penting bakteri pembusuk, yang penting untuk proses yang terjadi dalam massa umpan, adalah kemampuannya untuk bersporulasi. Pada beberapa silase yang terdekomposisi, terutama silo jagung, telah ditemukan bakteri yang berhubungan dengan spesies Bacillus. Mereka, tampaknya, khas silo, dan tidak diperkenalkan dari luar (dengan udara). Dari banyak silo, setelah lama disimpan, basil diisolasi, meskipun hampir tidak ditemukan di rumput asli.
Berdasarkan hal ini, diduga bahwa beberapa bakteri pembusuk dapat berkembang dari spora dalam kondisi anaerobik.
Jadi, berdasarkan hal tersebut di atas, fitur utama patogen fermentasi pembusukan adalah sebagai berikut:
1) bakteri pembusuk tidak dapat hidup tanpa oksigen, oleh karena itu pembusukan tidak mungkin terjadi dalam penyimpanan tertutup;
2) mereka terutama menguraikan protein (menjadi amonia dan amina beracun), serta karbohidrat dan asam laktat (menjadi produk gas);
3) bakteri pembusuk berkembang biak pada pH di atas 5,5. Dengan pengasaman umpan yang lambat, sebagian besar nitrogen protein masuk ke dalam bentuk amina dan amonia;
4) sifat penting bakteri pembusuk adalah kemampuannya untuk bersporulasi. Dalam hal penyimpanan dan pemberian makan silase jangka panjang, di mana ragi dan bakteri asam butirat akan menguraikan sebagian besar asam laktat atau akan dinetralisir oleh produk penguraian protein, bakteri pembusuk, yang berkembang dari spora, dapat memulai aktivitas destruktifnya.
Syarat utama untuk membatasi keberadaan bakteri pembusuk adalah pengisian yang cepat, pemadatan yang baik, dan penyegelan silo yang andal. Kerugian yang disebabkan oleh patogen fermentasi pembusukan dapat dikurangi dengan bantuan pengawet kimia dan biologis.
2.8. Cetakan dan ragi
Kedua jenis mikroorganisme ini termasuk dalam jamur dan merupakan perwakilan mikroflora silase yang sangat tidak diinginkan; mereka dengan mudah mentolerir reaksi asam lingkungan (pH 3,2 ke bawah). Karena jamur kapang (Penicillium, Aspergillus, dll.) adalah aerob obligat, mereka mulai berkembang segera setelah penyimpanan diisi, tetapi dengan hilangnya oksigen, perkembangannya berhenti.
Dalam silo yang diisi dengan benar dengan tingkat pemadatan dan penyegelan yang cukup, ini terjadi dalam beberapa jam. Jika ada kantong jamur di silo, itu berarti perpindahan udara tidak mencukupi atau penyegelan tidak lengkap. Bahaya jamur sangat tinggi pada silase bahan tanaman kering, karena hijauan tersebut, terutama lapisan atasnya, sangat sulit untuk dipadatkan. Di ground collar, penyegelan yang andal praktis tidak dapat dicapai. Hampir 40% silase menjadi berjamur; pakan memiliki struktur yang membusuk dan berlumuran dan menjadi tidak cocok untuk diberikan kepada hewan.
Ragi (Hansenula, Pichia, Candida, Saccharomyces, Torulopsis) berkembang segera setelah penyimpanan diisi, karena bersifat anaerob fakultatif dan dapat berkembang dengan sedikit oksigen dalam silase. Selain itu, mereka sangat tahan terhadap faktor suhu dan tingkat pH rendah.
Jamur ragi menghentikan perkembangannya hanya dalam ketiadaan oksigen di silo, tetapi sejumlah kecil dari mereka ditemukan di lapisan permukaan silo.
Dalam kondisi anaerobik, mereka menggunakan gula sederhana (glukosa, fruktosa, manosa, sukrosa, galaktosa, raffinosa, maltosa, dekstrin) di sepanjang jalur glikolitik dan berkembang karena oksidasi gula dan asam organik:
C6H12O6 \u003d 2C2H5OH + 2CO2 + 0,12 MJ.
gula alkohol karbon dioksida Penggunaan penuh gula dan asam organik mengarah pada fakta bahwa lingkungan asam silase digantikan oleh yang basa, kondisi yang menguntungkan diciptakan untuk pengembangan mikroflora butirat dan pembusukan.
Selama fermentasi alkohol, kehilangan energi yang besar diamati.
Jika selama fermentasi asam laktat 3% energi gula hilang, maka selama fermentasi alkohol - lebih dari setengahnya. Dalam kondisi aerobik, oksidasi karbohidrat oleh ragi menyebabkan produksi air dan CO2. Beberapa ragi menggunakan pentosa (D-xylose, D-ribose), polisakarida (pati).
Efek negatif ragi dalam proses fermentasi sekunder adalah mereka berkembang karena oksidasi asam organik, yang terjadi setelah fermentasi lengkap dengan akses udara. Sebagai hasil dari oksidasi asam laktat dan asam organik lainnya, reaksi asam medium digantikan oleh reaksi basa - hingga pH 10,0.
Akibatnya, kualitas silase dari jagung, serta dari herba kering "dalam", mis., pakan dengan indikator terbaik untuk produk fermentasi, menurun.
Berdasarkan hal di atas, kapang dan khamir dapat dicirikan sebagai berikut:
1) jamur dan ragi adalah perwakilan mikroflora aerobik yang tidak diinginkan;
2) efek negatif dari kapang dan khamir adalah menyebabkan penguraian oksidatif karbohidrat, protein dan asam organik (termasuk laktat);
3) jamur dan ragi mudah mentolerir reaksi asam lingkungan (pH di bawah 3,0 dan bahkan 1,2);
4) jamur kapang mengeluarkan racun yang berbahaya bagi kesehatan hewan dan manusia;
5) ragi, sebagai agen penyebab proses fermentasi sekunder, menyebabkan ketidakstabilan aerobik silo.
Pembatasan akses udara dengan peletakan cepat, pemadatan dan penyegelan, penggalian dan pemberian makan yang benar adalah faktor penentu yang membatasi perkembangan jamur dan ragi. Untuk menekan perkembangan patogen fermentasi sekunder, persiapan dengan aktivitas fungistatik (fungisida) direkomendasikan.
Meringkas di atas, mikroorganisme dalam silase dapat dibagi menjadi menguntungkan (bakteri asam laktat) dan berbahaya (butirat, bakteri pembusuk, ragi dan jamur).
Berdasarkan karakteristik fisiologis dan biokimia mikroorganisme yang ditemukan dalam silase, penurunan pH yang cepat (hingga 4,0 atau kurang) menghambat reproduksi banyak mikroorganisme yang tidak diinginkan.
Dalam kisaran pH ini, bersama dengan bakteri asam laktat, hanya jamur dan ragi yang bisa ada. Tapi mereka membutuhkan oksigen. Oleh karena itu, untuk ensiling yang berhasil, perlu untuk menghilangkan udara dari penyimpanan secepat mungkin karena pemadatan yang andal dan pengisian yang cepat dari penyimpanan, tempat penampungan yang tepat. Ini memberikan kondisi yang menguntungkan bagi bakteri asam laktat (anaerob).
Dalam kasus yang ideal, yaitu, dengan kandungan karbohidrat yang larut dalam air yang cukup dalam bahan tanaman awal dan kondisi anaerobik, fermentasi asam laktat menempati posisi dominan. Hanya dalam beberapa hari, pH mencapai tingkat optimal, di mana jenis fermentasi yang tidak diinginkan berhenti.
Saat mengencerkan tanaman hijauan yang kaya protein, perlu dikeringkan atau menggunakan pengawet kimia dan biologis yang menekan (menghambat) perkembangan mikroorganisme yang tidak diinginkan dan memungkinkan untuk mendapatkan pakan berkualitas baik, terlepas dari silase dan kadar air dari pakan tersebut. bahan tanaman asli.
Bahan baku pakan dan pakan selama penyimpanan merupakan media nutrisi yang baik untuk pertumbuhan jamur yang cepat. Karena fluktuasi suhu siang dan malam, migrasi kelembaban dalam penyimpanan terjadi, yang berkontribusi pada percepatan pertumbuhan jamur dan reproduksi serangga.
Pakan yang terkena jamur dan serangga akan dimakan dengan buruk oleh hewan ternak dan burung, menyebabkan depresi pada sistem peredaran darah dan kekebalan tubuh, dan mengganggu fungsi ginjal. Pada akhirnya, status kesehatan dan produktivitas hewan dan unggas memburuk, biaya pemeliharaan dan perawatannya meningkat, dan efisiensi ekonomi peternakan menurun. Diketahui bahwa hewan memakan jerami berjamur dengan sangat enggan atau tidak memakannya sama sekali. Silase berjamur dan jerami juga tidak cocok sebagai pakan. Racun beracun yang disekresikan oleh beberapa kultur jamur ditemukan dalam silase dari tumpukan tanah dan silo tanah atau di lapisan atas massa hijauan parit silase besar dengan pemadatan yang buruk dan tempat penampungan bocor yang baru dipotong dan terutama massa yang dikeringkan.
Jamur menggunakan banyak nutrisi untuk pertumbuhannya sendiri. Kandungan nutrisi dalam pakan sebagai akibat dari kehidupan koloni 40.000 jamur berkurang 1,5-1,8% dalam satu minggu; ada penurunan rasa, karena infeksi biji-bijian dengan beberapa jenis jamur menyebabkan munculnya bau jamur yang menjijikkan dan rasa yang tidak enak.
Sifat fisik bahan baku pakan berubah, yang memanifestasikan dirinya dalam pembentukan gumpalan padat, yang mempersulit pengangkutannya dan menyebabkan pengasaman biji-bijian dalam silo; di hadapan mikotoksin, yang menyebabkan kesehatan yang buruk, pengerdilan hewan dan mengurangi produktivitas mereka.
Jamur yang berbeda menghasilkan mikotoksin yang berbeda, dengan beberapa di antaranya menghasilkan beberapa mikotoksin: Penicillium - ochratoxins; Fusarium - Toksin T-2, zearalenone, DON; Aspergillus - aflatoksin, okratoksin. Dalam hal ini, efek negatifnya sangat meningkat.
Mikotoksin tidak dihancurkan selama perlakuan panas pada pakan dan, masuk ke tubuh hewan dengan pakan, terakumulasi dalam daging, telur, dan susu. Oleh karena itu, kehadirannya dalam pakan merupakan bahaya besar tidak hanya bagi hewan, tetapi juga bagi kesehatan manusia, karena beberapa mikotoksin, khususnya aflatoksin, bersifat karsinogen dan konsumsinya harus benar-benar dikecualikan.
Untuk pertumbuhan jamur kapang, sejumlah kondisi diperlukan:
1) suhu. Suhu optimum untuk pertumbuhan jamur kapang adalah pada kisaran 18–30°C. Namun demikian, beberapa spesiesnya tumbuh secara intensif dan berkembang biak pada suhu 4–8 °C;
2) kelembaban.
Untuk mengurangi kadar air dalam biji-bijian, pabrikan terpaksa mengeringkannya hingga mencapai nilai yang ditentukan. Hal ini terkait dengan pengeluaran besar energi dan sumber daya tenaga kerja untuk jangka waktu yang sangat terbatas. Namun, bahkan ketika menyimpan gabah dengan kelembaban standar, faktor seperti migrasi kelembaban memiliki dampak negatif pada kualitas gabah selama penyimpanan.
Jadi, ketika menyimpan gabah yang memiliki kadar air awal sekitar 13%, migrasi air terjadi karena perbedaan suhu di bagian atas (35 °C) dan di bagian bawah (25 °C) penyimpanan. Sebulan kemudian, kadar air biji-bijian di bagian bawah adalah 11,8%, dan di atas - 15,5%. Dalam proses penyimpanan biji-bijian dengan kelembaban normal, di beberapa daerah kondisi optimal sering terbentuk untuk pertumbuhan jamur yang cepat.
Ada bukti medis yang kuat tentang penyakit paru-paru pada hewan dan pekerja yang menangani jerami dan biji-bijian yang berjamur. Baik pada manusia maupun hewan disebabkan oleh inhalasi mikroorganisme termofilik (Micropolispora, Thermo-actinomyces, Aspergillus).
Menurut Organisasi Kesehatan Dunia, sekitar 25% dari pasokan biji-bijian dunia terkontaminasi dengan mikotoksin, jadi penting untuk menangani sumbernya - jamur.
Ada banyak jamur berbahaya lainnya yang dapat menyebabkan berbagai mikotoksikosis, termasuk penurunan kesuburan, aborsi, dan kesehatan umum yang buruk. Semua penyakit ini disebabkan oleh mikotoksin yang dihasilkan oleh jamur berikut: Aspergillus, Fusarium, Penicillium (aflatoksin, ceralenone, ochratoxin).
Alasan utama penurunan kualitas pakan majemuk adalah kerusakan oleh jamur kapang dan selanjutnya kontaminasi dengan mikotoksin.
Jamur memasuki pakan ternak campuran terutama dengan biji-bijian dan produk pengolahannya; sebagian, itu juga diinokulasi selama proses pembuatan, transportasi dan penyimpanan. Menjadi substrat mati, sangat mudah diakses oleh mikroorganisme, pakan majemuk lebih mungkin daripada biji-bijian untuk diserang oleh jamur. Ini difasilitasi oleh higroskopisitasnya yang tinggi, serta pasokan nutrisi yang kaya, terutama sehubungan dengan pengayaannya dengan vitamin, elemen pelacak, dan aditif lainnya.
Karena pertumbuhan dan reproduksi jamur kapang dalam pakan, hal berikut terjadi:
Berkurangnya energi dan nilai gizinya, karena selama hidupnya jamur menggunakan zat gizi dari makanan yang telah dipengaruhinya;
Penurunan palatabilitas, karena bahkan sejumlah kecil jamur dalam pakan menimbulkan debu, bau dan rasa yang tidak enak, yang menyebabkan palatabilitas pakan yang buruk oleh hewan;
Perubahan parameter fisik pakan majemuk, dimanifestasikan dalam pelepasan sejumlah air tambahan oleh jamur dan penggumpalan pakan sebagai akibat dari pertumbuhan miselium jamur;
Kontaminasi pakan dengan mikotoksin yang dihasilkan oleh jamur, yang menyebabkan pengerdilan hewan, penurunan produktivitas mereka, konversi pakan dan menyebabkan keracunan permanen seluruh ternak.
Pakan majemuk, yang terdiri dari biji-bijian hancur, dedak, merupakan lahan subur untuk perkecambahan jamur. Semakin lama umur simpan bahan baku, pakan jadi, semakin besar risiko kerusakan jamur. Dalam kondisi yang menguntungkan, reproduksi jamur yang signifikan dapat terjadi dalam waktu yang sangat singkat, miselium jamur tumbuh 1 mm dalam 1 jam, sehingga perlu dilakukan perawatan pencegahan dengan obat antijamur, yang lebih dibenarkan secara ekonomi daripada memerangi jamur dan mikotoksin. dalam pakan yang sudah berjamur.
Cara paling praktis dan andal untuk melindungi pakan dari jamur adalah penggunaan preparat berdasarkan asam organik dan garamnya. Mereka menghambat pertumbuhan mikroorganisme dengan mengasamkan sitoplasma sel, yang menyebabkan kematian sel. Inhibitor jamur yang umum dikenal adalah asam propionat. Namun, penggunaan asam propionat dalam bentuk murni dikaitkan dengan sejumlah kesulitan: asam sangat merusak bagian logam dari mesin dan mekanisme, memiliki bau tajam yang tajam, volatilitas dan dapat menyebabkan luka bakar serius pada personel yang bekerja dengannya dan korosi. bagian logam konveyor dan mixer. Dalam penghambat jamur cair Mycocorm, asam propionat terkandung dalam kompleks penyangga yang dikembangkan secara khusus oleh Franklin (Belanda), yang memungkinkan penggunaan obat tanpa merusak peralatan dan personel. Asam propionat dan fosfat, yang merupakan bagian dari mycofeed cair, memiliki tingkat aktivitas tertentu dalam kaitannya dengan jamur, ragi dan bakteri. Masing-masing asam tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan dalam hal spektrum mikroorganisme yang akan dihambat, kemudahan penanganan dan biaya. Digunakan bersama dalam rasio optimal, asam organik ini mempertahankan kelebihannya dan mengimbangi kerugian individu.
3. TINGKAT KERUGIAN PADA KALENG PAKAN,
DISEBABKAN OLEH AKTIVITAS MIKROORGANISME
Saat menyusun keseimbangan pakan, perlu untuk memperhitungkan kerugian selama persiapan dan penyimpanan pakan kaleng. Ada banyak skema yang menunjukkan bahwa kerugian total terdiri dari kerugian di lapangan, penyimpanan dan terjadi bahkan selama panen massal hijau.Kuliah ini membahas besarnya kerugian yang ditimbulkan oleh aktivitas mikroorganisme, yang sering diremehkan dan dapat mencapai proporsi yang sangat besar dengan pekerjaan yang tidak terampil.
3.1. kehilangan fermentasi
Setelah kematian sel-sel tanaman dalam penyimpanan yang terisi dan terpadatkan dengan baik, dekomposisi intensif dan transformasi nutrisi dengan memperbanyak mikroorganisme dimulai. Ada kerugian sebagai akibat dari pembentukan gas fermentasi ("limbah"), kerugian di lapisan atas dan samping, kerugian karena proses fermentasi sekunder.
Pengisian fasilitas penyimpanan secara terus menerus (silo, jerami) dapat secara signifikan mengurangi pembentukan gas. Dengan pengisian cepat penyimpanan, kehilangan bahan kering karena "limbah" bisa 5-9%. Dengan pengisian yang diperpanjang, indikator yang sesuai dapat mencapai 10-13% atau lebih. Oleh karena itu, dengan pengisian terus menerus dimungkinkan untuk mengurangi kerugian dari "limbah" sekitar 4-5%.
Harus diingat bahwa dalam jerami yang dipadatkan dengan buruk, sebagai akibat dari proses pemanasan sendiri, kecernaan protein berkurang dengan faktor dua.
Dekomposisi nutrisi yang intensif terjadi di lapisan atas dan samping dalam massa silase (haylage) yang tidak tertutup. Dengan shelter dengan satu sekam atau tanpa shelter, kerugian bisa jauh lebih besar. Jamur jamur, berkembang, meletakkan dasar untuk dekomposisi protein yang kuat. Produk pemecahan protein bersifat basa dan mengikat asam laktat. Ada juga dekomposisi langsung asam laktat. Proses ini menyebabkan peningkatan tingkat pH dan penurunan kualitas pakan. Bahkan jika lapisan yang rusak tidak melebihi 10 cm pada saat membuka penyimpanan, harus diingat bahwa lapisan ini awalnya setebal 20-50 cm, dan silase di bawah lapisan yang rusak ditandai dengan tingkat pH yang tinggi, mengandung racun beracun dan tidak cocok untuk memberi makan hewan.
Kerugian akibat proses fermentasi sekunder bisa mencapai 20-25%. Telah ditetapkan bahwa tahap pertama pembusukan silase disebabkan oleh ragi bersama dengan bakteri aerob, ini terkait dengan pemanasannya, penurunan keasaman. Pada tahap kedua pembusukan silase, infestasi jamur berikutnya terjadi. Makanan tersebut dianggap tidak cocok jika mengandung lebih dari 5 x 105 jamur. Sudah setelah 5 hari penyimpanan aerobik, dalam kasus pemberian makan yang lama atau pemindahan yang tidak tepat dari penyimpanan, silase jagung bahkan dengan pH awal yang baik 4,1, tetapi sudah memiliki ragi 3 x 107, ditandai dengan jumlah ragi dan jamur Streptomycetcn yang sangat tinggi .
3.2. Memberi makan mikotoksikosis
Di antara banyak faktor lingkungan, zat beracun - mikotoksin, yang dibentuk oleh jamur mikroskopis, baru-baru ini menarik perhatian yang meningkat.
Mikotoksin adalah produk metabolisme beracun (metabolisme) jamur kapang yang terbentuk pada permukaan makanan dan pakan. Jamur toksigenik sangat tersebar luas di alam, dan dalam kondisi yang menguntungkan (kelembaban dan suhu yang meningkat), mereka dapat menginfeksi berbagai makanan, pakan, bahan industri dan menyebabkan kerusakan signifikan pada ekonomi nasional. Konsumsi makanan dan pakan yang terkontaminasi (terkontaminasi mikroorganisme) oleh jamur dan mikotoksin ini dapat disertai dengan penyakit parah pada manusia dan hewan ternak - mikotoksikosis.
Dalam beberapa tahun terakhir, masalah mikotoksikosis telah dalam skala besar. Di Republik Belarus, serta di seluruh dunia, sebagian besar biji-bijian yang diproduksi terkontaminasi dengan mikotoksin, yang tidak hanya memiliki efek negatif dan merusak pada tubuh hewan, secara signifikan mengurangi parameter produktivitas, kualitas produk yang diperoleh , meningkatkan biaya ekonomi, tetapi juga menimbulkan bahaya serius bagi kesehatan manusia.
Konsumsi unggas dari pakan yang terkontaminasi menyebabkan terjadinya mikotoksikosis kronis, yang ditandai dengan berbagai kerusakan pada hati, ginjal, saluran pencernaan, organ pernapasan, sistem saraf, yang pada akhirnya berdampak negatif pada produktivitas dan keselamatan ternak. Prevalensi yang luas dari kenegatifan ini membutuhkan menemukan cara baru untuk memecahkan masalah ini.
Mikotoksikosis adalah penyakit yang terjadi ketika hewan memakan makanan nabati yang dipengaruhi oleh jamur pembentuk toksin. Mikotoksikosis bukanlah penyakit menular; ketika terjadi di tubuh hewan, restrukturisasi imunologis tidak terjadi dan kekebalan tidak berkembang. Semua jenis hewan, burung dan ikan dapat terkena mikotoksikosis, dan manusia juga sakit.
Jumlah total spesies jamur di dunia mikroflora berkisar antara 200 hingga 300 ribu spesies, toksigenik - dari 100 hingga 150 spesies. Bahaya terbesar bagi hewan dan manusia adalah pakan dan makanan yang terkontaminasi metabolit jamur, yang termasuk dalam dua kelompok.
Kelompok pertama adalah apa yang disebut soprophytes (jamur gudang) dari genus Aspergillus dan Penicillium. Ini terutama jamur yang tidak dapat menginfeksi tanaman vegetatif dan masuk ke biji-bijian, serat dan makanan terutama selama panen, penyimpanan dan persiapan untuk makan.
Kekhususan substrat tertentu dari mycomycetes pembentuk racun dicatat: spesies dari genus Fusarium terutama menginfeksi biji-bijian sereal; Aspergillus - kacang-kacangan dan bahan pakan; Stachibotrys altemans, Dendrodocium toxicum mempengaruhi serat.
Untuk pengembangan jamur yang menghasilkan mikotoksin, diperlukan kondisi tertentu. Ergot dan smut menginfeksi tanaman pada tahap vegetatif. Sclerotium berkembang di tanah pada suhu 22-26 °C dan kadar air 25-30%. Suhu dan kelembaban adalah faktor terpenting yang mendorong pertumbuhan dan reproduksi jamur beracun. Kelembaban optimal adalah 25-30%, suhu yang paling menguntungkan adalah 25-50 °C. Roughage (jerami dengan kadar air 16%, jerami - 15% selama penyimpanan) tidak terpengaruh oleh jamur.
Roughage dengan kelembaban tinggi menghangatkan diri (mikroorganisme berkontribusi pada ini), dan mereka menciptakan kondisi yang menguntungkan untuk pengembangan mycomycetes.
Pemanasan sendiri tidak hanya serat kasar, tetapi juga biji-bijian, serta produk pengolahannya (tepung, pakan ternak campuran, dedak, limbah biji-bijian, dll.).
Poin yang sangat penting adalah isolasi dan studi mikotoksin. Menurut banyak ilmuwan, dari 80 hingga 2.000 mikotoksin yang berbeda telah diisolasi dan diberi nama, 47 di antaranya sangat beracun dan 15 memiliki sifat karsinogenik dan mutagenik (aflatoksin B dan M, okratoksin A, zearalenon, toksin T-2, patulin, siklopiazonik dan asam penisilat) dan beberapa lainnya). Dilepaskan secara alami termasuk aflatoksin, okratoksin A, patulin, toksin T-2, asam penisilat, dll.
Sebagian besar mikotoksin adalah eksotoksin, yaitu
dilepaskan ke substrat tempat jamur tumbuh. Mikotoksin dapat tetap berada dalam pakan untuk waktu yang lama setelah kematian jamur yang membentuknya. Oleh karena itu, penampilan makanan tidak selalu dapat dijadikan sebagai kriteria keamanannya. Mikotoksin adalah senyawa dengan berat molekul rendah. Mereka tahan terhadap suhu tinggi, tidak dihancurkan oleh perlakuan uap panas, pengeringan, penyimpanan jangka panjang, aksi asam dan alkali. Makroorganisme tidak menghasilkan antibodi terhadap mereka, yaitu hewan dan manusia tetap sensitif terhadap mikotoksin sepanjang hidup mereka.
Mikotoksikosis yang paling umum di antara hewan adalah aspergilotoksikosis, stachybotryotoxicosis, fusariotoxicosis, dendrodochiotoxicosis, myrothecytoxicosis, clavicenstoxicosis, penicillotoxicosis, rhizopusotoxicosis, toksikosis yang disebabkan oleh jamur api.
Rumus kimianya, sifat fisik dan kimianya, mekanisme kerjanya ditentukan; beberapa negara telah menghitung konsentrasi minimum yang diperbolehkan dari mikotoksin ini dalam pakan untuk berbagai jenis hewan ternak dan unggas; serta mengembangkan metode laboratorium kuantitatif untuk penentuan zat ini dalam berbagai zat. Mikotoksin lain yang kurang dipelajari, seperti ergotoxins, dll., juga sedang dipelajari, yang juga menyebabkan kerusakan signifikan pada peternakan dan peternakan unggas.
Ini adalah fakta yang diketahui secara luas bahwa mikotoksin yang diperkenalkan dalam bentuk kimia murni menunjukkan sifat toksik pada tingkat yang jauh lebih rendah daripada jumlah mikotoksin yang sama, tetapi diproduksi dalam kondisi alami. Ini disebabkan oleh fakta bahwa jamur mikroskopis dalam proses kehidupan menghasilkan berbagai racun, yang jumlahnya bisa mencapai beberapa puluh, dan racun ini menunjukkan efek toksik gabungan.
Laboratorium hanya dapat mendeteksi sebagian kecil dari mikotoksin yang diketahui. Efek sinergis mikotoksin telah dipelajari secara minimal, meskipun dalam praktiknya sangat penting.
Kesulitannya terletak pada keunikan dan ketidakpastian komposisi kualitatif dan kuantitatif mikotoksin yang disintesis oleh berbagai jenis jamur dalam kondisi yang berbeda.
Juga diketahui tentang sifat kumulatif mikotoksin. Jika ada mikotoksin dalam pakan dalam jumlah di bawah tingkat sensitivitas metode penentuan, ada ilusi ketidakhadiran mereka dan, karenanya, keamanan pakan. Namun, dalam beberapa hari pemberian pakan tersebut, sebagai akibat dari akumulasi, dosis racun yang dihasilkan mencapai tingkat kritis dan memanifestasikan dirinya dalam beberapa cara, terutama dengan penurunan nafsu makan, depresi umum, gangguan pencernaan, dll. sebagian besar kasus, penyebab gejala-gejala ini akan dicari dalam segala hal, tetapi tidak dalam aksi mikotoksin.
Kemungkinan perkembangan lain yang mungkin luput dari perhatian untuk waktu yang lama adalah bahwa mikotoksin, ketika terakumulasi, secara bertahap akan menghancurkan sistem kekebalan hewan atau burung. Tindakan seperti itu khas untuk hampir semua mikotoksin, tetapi deteksinya tanpa menggunakan metode khusus hampir tidak mungkin. Gambaran serupa diamati ketika racun ditemukan dalam pakan dalam konsentrasi maksimum yang diizinkan. Hasil ini menunjukkan kemungkinan nyata dari banyak mikotoksin lain dalam pakan yang tidak dapat dideteksi oleh uji laboratorium.
Mikotoksin memiliki satu sifat umum - mereka adalah biosida yang menghancurkan sel-sel hidup. Dalam hal sifat lain, termasuk sifat fisikokimia, mikotoksin berbeda sangat signifikan, yang membuat mustahil untuk mengembangkan metode tunggal yang efektif untuk memerangi mereka.
Metode yang paling umum saat ini adalah adsorpsi mikotoksin oleh adsorben yang berasal dari organik atau anorganik. Metode ini didasarkan pada sifat fisik molekul mikotoksin - polaritas dan ukuran molekulnya. Oleh karena itu, adsorben dari sifat yang berbeda menyerap mikotoksin dengan cara yang berbeda.
Metode adsorpsi secara efektif menghilangkan mikotoksin polar (terutama aflatoksin, sampai batas tertentu fumonisin).
Pada saat yang sama, racun non-polar praktis tidak diserap oleh beberapa adsorben, sementara yang lain diserap secara tidak cukup efektif.
Tingkat netralisasi mikotoksin juga tergantung pada kapasitas adsorpsi adsorben. Indikator ini dan tingkat kerusakan pada umpan menentukan laju masuknya adsorben ke dalam umpan. Sifat esensial dari adsorben adalah kemampuannya untuk bekerja pada kisaran pH yang luas dan pengikatan mikotoksin yang tidak dapat diubah. Diketahui bahwa mikotoksin dapat teradsorpsi pada adsorben di lambung dan terdesorbsi dalam lingkungan basa usus. Akibatnya, efektivitas adsorben semacam itu akan dipertanyakan. Beberapa adsorben juga memiliki kemampuan untuk menyerap nutrisi, vitamin, dan unsur mikro.
Ada kesulitan dalam mengevaluasi efektivitas adsorben, yang sangat memperumit pemilihannya dan memperoleh hasil yang objektif. Sebagian besar metode in vitro klasik bahkan tidak bisa mendekati kondisi sebenarnya dari saluran pencernaan.
Eksperimen in vivo terlalu rumit dan sulit untuk ditiru.
Oleh karena itu, pencarian berlanjut untuk model yang memungkinkan reproduksi kondisi yang sedekat mungkin dengan alam dan memungkinkan memperoleh hasil yang lebih objektif.
Sebagian besar ahli toksikologi terkemuka percaya bahwa pengendalian mikotoksin yang efektif dapat dilakukan hanya dengan menggunakan beberapa cara pelengkap untuk menghilangkannya dari pakan, yang memiliki mekanisme aksi yang berbeda dan ditujukan terhadap kelompok toksin yang berbeda. Penelitian di bidang ini sangat intensif. Pencarian adsorben anorganik dan organik yang optimal terus berlanjut.
Saat ini, natrium terhidrasi, kalsium, aluminosilikat telah dibuat, yang diakui sebagai adsorben anorganik terbaik. Ini telah dibuktikan oleh penelitian laboratorium dan produksi dari banyak pusat ilmiah independen.
Arah baru adalah netralisasi mikotoksin. Netralisasi efek toksik mikotoksin oleh enzim merupakan cara alami bagi mikroorganisme untuk memperjuangkan eksistensinya. Sejumlah penelitian telah menunjukkan bahwa itu sangat baik untuk menetralkan mikotoksin dalam tubuh hewan ternak dan unggas.
Enzim yang dipilih secara khusus memodifikasi mikotoksin menjadi zat yang aman dengan bekerja pada bagian molekul yang bertanggung jawab atas efek toksik. Pendekatan ini sangat penting dan, mungkin, satu-satunya yang efektif untuk mikotoksin non-polar, yang praktis tidak terikat oleh adsorben (trichothecenes, zearalenone, ochratoxins).
4. ANALISIS MIKROBIOLOGI PAKAN
2017 www.site - "Perpustakaan elektronik gratis - berbagai materi"
Materi situs ini diposting untuk ditinjau, semua hak milik penulisnya.
Jika Anda tidak setuju bahwa materi Anda diposting di situs ini, silakan menulis kepada kami, kami akan menghapusnya dalam waktu 1-2 hari kerja.