Биоконсервант для ферментирования сенажа
BIOPRESERVATIVE FOR SILAGE FERMENTATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение комплексная биологическая закваска (биоконсервант) Silo Twice относится к микробиологии в кормопроизводстве, в частности к технологии получения комплексных биоконсервантов - препаратов, используемых для силосования кормов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Альтернативой могут служить биоконсерванты, способные сохранять в корме питательные вещества и ускорять в нем процессы ферментации. В настоящее время известны биоконсерванты трех поколений.
Аналог 1.
Самосенажирование и самосилосование культур путем создания анаэробных условий без внесения бактерий и (или) ферментов.
консервирование растительных культур под действием образовавшейся естественным образом молочной кислоты из сахаров растений.
Признаки аналогии:
недостаток ингибирующей активности по отношению к аэробным микроорганизмам; высокие потери корма из-за плесневения корма.
Недостатки:
Аналог 2.
Биоконсерванты первого поколения представлены препаратами, состоящими из гомоферментных или гетероферментных молочнокислых бактерий, синтезирующих молочную и другие кислоты [3].
Признаки аналогии: препараты содержат молочнокислые бактерии и могут быть использованы для консервации силосной массы.
Недостаток изобретения: отсутствие ингибирующей ингибирующей активности по отношению к аэробным микроорганизмам: Penicillium, Aspergillus, Mucor и Monascus, которые вызывают плесневение поверхности силоса при доступе кислорода воздуха. Грибы разлагают молочную кислоту, углеводы и протеин, приводя к значительной потере питательности и безопасности кормаувеличение потери сухой массы силоса во время ферментации и менее привлекательные вкусовые качества, связанные с накоплением уксусной кислоты.
Аналог 3.
Биоконсерванты второго поколения представлены препаратами, состоящими из гомоферментных или гетероферментных молочнокислых бактерий, а также пропионовокислых бактерий с возможным добавлением ферментов, что обеспечивает достаточную выработку молочной кислоты, антимикробную и фунгицидную защиту корма [2].
препарат содержит микроорганизмы: Lactobacillus diolivorans, Lactobacillus buchneri и Lactobacillus rhamnosus. Может быть использован для консервации силосной массы. Подавляет гнилостную микрофлору, плесневые грибы и дрожжи.
Признака аналогии:
довольно высокая стоимость за счет зарубежного производства.
Недостатки изобретения:
Аналог 4.
Биоконсерванты третьего поколения представлены препаратами, состоящими из гомо- и гетероферментных молочнокислых бактерий [7].
препараты содержат микроорганизмы Bacillus subtilis или сенную палочку - почвенные бактерии
и ферменты. Могут быть использованы для консервации силосной массы. Подавляют гнилостную микрофлору, плесневые грибы и дрожжи.
Признака аналогии:
относительно высокая стоимость, за счет зарубежного производства
Недостатки изобретения: .
Аналог 5
Lactobacillus diolivorans, Lactobacillus buchneri
Lactobacillus rhamnosus,
(прототип). Наиболее близким по функциональным свойствам к заявленному изобретению относится биоконсервант второго поколения представленный препаратом, состоящим из гетероферментных молочнокислых и пропионовокислых бактерий с возможным добавлением ферментов. Содержит комбинацию штаммов молочнокислых бактерий: и способствует быстрому и интенсивному протеканию процессов брожения в первые недели силосования богатых крахмалом культур. Дозировка: 1 г на тонну силосуемой массы [2].
препарат содержит микроорганизмы: Lactobacillus diolivorans, Lactobacillus buchneri и Lactobacillus rhamnosus. Может быть использован для консервации силосной массы. Подавляет гнилостную микрофлору, плесневые грибы и дрожжи.
Признака аналогии:
довольно высокая стоимость за счет зарубежного производства.
Недостатки изобретения:
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В силу климатических условий и несовершенства хранилищ, заготовка кормов в России часто происходит в условиях повышенной влажности, что негативно сказывается на качестве кормов, в том числе силоса и сенажа. Не всегда возможно быстро скормить животным открытый силос, что приводит к ухудшению продуктивности и наносит вред здоровью скота [4]. Гнилостные бактерии и другая патогенная микрофлора приводят к значительным потерям питательных веществ исходного сырья, вызывают ряд заболеваний и снижение продуктивности животных. Этого можно избежать за счет применения химических и биологических консервантов, содержащих микроорганизмы, способные производить высокий уровень молочной кислоты и ферментирующих ряд труднодоступных соединений растений. Применение химических консервантов имеет существенные недостатки: полученный корм может содержать токсичные вещества, что является небезопасным для здоровья [1].
Задачей, стоящей перед авторами, являлось:
- создание нового комплексного биоконсерванта третьего поколения для cилосования зеленой массы всех видов растений, плющеного зерна и консервирования сенажа.
Для решения поставленной задачи был подобран следующий комплекс микроорганизмов и ферментов:
Enterococcus faecium,
- бациллы продуцирующие молочную кислоту, причем, содержание энтерококков в растительном и животном сырье не позволяет размножаться в готовой продукции стафилококкам, листериям и кишечным палочкам. Основным фактором антагонистической активности энтерококков является их способность продуцировать антимикробные пептиды - энтероцины [8];
Lactobacillus plantarum
Lactobacillus buchneri
Lactobacillus fermentum
- молочнокислые бактерии: , , , продуцирующие молочную кислоту, способствующую быстрому снижению pH силосуемой массы, предотвращают развитие анаэробных микробов, вызывающих порчу корма [6];
-
Propionibacterium freudenreichii subsp. Shermanii,
пропионовокислые бактерии:продуцирующие пропионовую кислоту и ее соли (пропионаты), уксусную и молочную кислоты, обладающие выраженным бактерицидным действием.
Комплекс ферментов:
- целлюлаза, катализирующая гидролиз гликозидных связей в целлюлозе с образованием глюкозы;
- амилаза, катализирующая расщепление крахмала, гликогена и сахаридов до простых моносахаридов, которые легко усваиваются в кишечнике.
- глюканаза, разрушающая бета-глюканы и другие некрахмальные полисахариды зернового сырья с образованием простых сахаров;
- ксиланаза, способствующая высвобождению из клеток растения белка, крахмала, пектина и образованию простых сахаров путем разложения арабиноксиланов до молекулы ксилозы [5].
Микробиологические и физико-химические показатели качества микроорганизмов и ферментов, входящих в биоконсервант Silo Twice соответствуют разработанным ТУ 10.89.19-012-09967133-2021 и содержат следующие штаммы и колониеобразующие единицы (КОЕ/г):
Enterococcus faecium
10
ВОА-1 ВКМ В-28720 - 2,3×10 КОЕ/г
Lactobacillus plantarum
11
ВКПМ В-11264 - 1,2×10 КОЕ/г
9
Propionibacterium freudenreichii subsp. Shermanii ВКПМ B-5592 - 2,2×10 КОЕ/г
Lactobacillus fermentum
10
ВКПМ B-7573 - 1,2×10 КОЕ/г
Lactobacillus buchneri
11
ВКПМ В-7641 - 1,2×10 КОЕ/г
Амилазы - 300 ед./г
Глюканазы - 300 ед./г
Ксиланазы - 300 ед./г
Целлюлазы - 100 ед./г
Способ получения биоконсерванта Silo Twice - микробиологический синтез с последующей сублимационной сушкой и смешиванием компонентов препарата между собой и сухой молочной сывороткой для нормализации титра. В результате получается новая бактериальная субстанция, содержащая высокоактивные штаммы бактерий и комплекс ферментов для биозакваски «Silo Twice» в целях ферментирования сенажа, силоса, плющеного зерна.
Lactobacillus plantarum
L.
fermentum
2
2
Микроорганизмы закваски обеспечивают быстрое консервирование и усиленный эффект аэробной стабильности, направленный против гнилостных бактерий, дрожжей, плесеней и др. грибков. Живые бактерии  обеспечивают высокий уровень образования молочной кислоты в силосе, минимизируют появление нежелательных кислот и других соединений в ходе брожения зеленой массы, обеспечивают высокий уровень сохранения каротиноидов в продукте, повышая его биологическую ценность, обладают антагонистическими свойствами по отношению к нежелательной микрофлоре, приводящей к порче силоса.Установлено, что эффективная переработка масляной кислоты корма штаммом  в перекись водорода (HO), позволяет дополнительно бороться с возникающими плесенями, грибками и патогенными бактериями, защищать пищеварительный тракт животного от инфекций пищевого происхождения, а также помогает предотвратить окислительное повреждение кормовых продуктов. Ферментный комплекс биоконсерванта Silo Twice (целлюлаза, амилаза, глюканаза, ксиланаза) способствует расщеплению некрахмалистых полисахаридов и высвобождению дополнительных питательных веществ, в частности, белка, тем самым улучшая качество консервирования трудносилосуемых растений.
Задача
изобретения направлена на обеспечение стабилизации кислотно-щелочной среды консервированного корма, повышение биодоступности компонентов корма.
Изобретение основано
на воздействии консервирующих компонентов на химические и биологические составляющие силосуемых растений и является расширяющим арсенал существующих заквасок для растительных кормов на российском рынке.
Изобретение направлено
на предупреждение развития и размножения гнилостных и патогенных микроорганизмов корма.
Изобретение позволяет
законсервировать силосную и сенажную массу за максимально короткий срок и сохранить питательные вещества исходного сырья.
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ:
расширенное консервирующее и бактерицидное воздействие комплекса живых бактерий и ферментов биоконсерванта Silo Twice на силосуемую растительную массу. В готовом ферментированном биоконсервантом Silo Twice продукте по сравнению с самоконсервируемым продуктом сохранены все питательные вещества исходного сырья и повышена усвояемость питательных веществ, что подтверждается лабораторными исследованиями.
СУЩЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Консервирующее воздействие комплекса бактерий биоконсерванта Silo Twice обеспечивают быстрое консервирование под действием молочной кислоты, аэробную стабильность, подавление патогенной микрофлоры и эффективную переработку масляной кислоты в перекись водорода, предотвращая окислительную порчу корма. Ферменты биоконсерванта Silo Twice расщепляют полисахариды, обеспечивая биодоступность сахаров корма.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
11
В 1 г Биоконсерванта Silo Twice содержится не менее 5×10колониеобразующих единиц (КОЕ) Enter. Биоконсервант Silo Twice применяют для cилосования трудносилосуемой зеленой массы всех видов растений, плющеного и цельного зерна и консервирования сенажа повышенной влажности.
11
Enterococcus Faecium, не менее 5×10колониеобразующих единиц (КОЕ) Lactobacillus Fermentum, а также комплекс ферментов с активностью не менее 10000 ед/г. Биоконсервант Silo Twice применяют для cилосования трудносилосуемой зеленой массы всех видов растений, плющеного и цельного зерна и консервирования сенажа повышенной влажности. Биоконсервант Silo Twice представляет собой сыпучий однородный порошок или гранулы от белого до светло-коричневого цвета, идеально растворимый(ые) в воде.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
11
заключается в ферментировании сенажа, силоса, цельного и плющеного зерна повышенной влажности. Биоконсервант Silo Twice добавляют в закладываемую зеленую массу из расчета 1,0 г препарата (с активностью не менее 1х10КОЕ) на 1 т силосуемого сырья, разводя его в необходимом количестве воды. Готовый раствор препарата вносят в силосуемую массу с помощью распыляющих устройств на комбайне, либо в траншее. При отсутствии таких устройств, препарат можно вносить в траншею лейкой с мелкими отверстиями. Силосуемую массу необходимо тщательно герметизировать после ее укладки и трамбовки в течение 1-2 суток, т.к. молочнокислые бактерии способны размножаться строго без доступа кислорода воздуха. Побочных явлений и осложнений при применении биоконсерванта Silo Twice в рекомендуемых дозах не выявлено. Противопоказаний к применению биоконсерванта Silo Twice (Сило твайс. Двойное силосование) не установлено. Биоконсервант Silo Twice совместим со всеми ингредиентами кормов, другими кормовыми добавками и лекарственными средствами. Продукцию от животных (в т.ч. птицы и рыбы) после применения биоконсерванта Silo Twice можно использовать в пищевых целях без ограничений.
Практическое применение
При внесении биоконсерванта Silo Twice в дозе 1,0 г/т при сенажировании зеленой массы суданской травы, убранной в фазу выметывания метелки, был получен сенаж, химический состав которого представлен в скобках, после показателей суданской травы. Итак, влажность травы составляла 71,43%, а сенажа (76,64%), сырого протеина 3,51% (2,80%), крахмала 0,06% (1,06%), простых сахаров 0,66% (0,32%), молочной кислоты 1,34% (1,95%), уксусной кислоты 0,07% (0,30%), масляной кислоты 0,00% (0,00%), аммиак 0,03% (0,13%), относительная ценность корма 84 (101). Итак, в сенаже часть протеина перешло в кислоту, что доказывается увеличением аммиака, простые сахара перешли в спирторастворимые углеводы и органические кислоты. Возросла относительная ценность корма на 17 ед., по сравнению с исходным сырьем. По сравнению с классическим самоконсервированием сенажа, внесение биоконсерванта Silo Twice обеспечивает снижение потерь протеина в 2,0-2,2 раза. Скармливание молочным коровам сенажа, полученного при внесении биоконсерванта Silo Twice, обеспечивает увеличение надоя молока на 8,0%, по сравнению с контрольной группой, жирности молока - на 0,4%.
Использование в рационе молочных коров сенажа, полученного при внесении биоконсерванта Silo Twice, способствовало сокращению затрат обменной энергии и концентратов на 2,43% и 2,95%, соответственно.
Использование в рационе молочных коров сенажа, полученного при внесении биоконсерванта Silo Twice, приводило к оптимизации процессов в рубце, повышению уровня летучих жирных кислот и бактерий, при снижении количества аммиака на 16,3%, что свидетельствует об улучшении переваримости и усвоения азота в рубце коров.
Скармливание молочным коровам в течение 60 дней сенажа, полученного при внесении биоконсерванта Silo Twice, обеспечило экономию 2250 рублей на корову.
Таблица 1 - Сравнительный анализ консервированного корма на примере сенажа из суданской травы (в сухом веществе (СВ) корма)
Показатели
Контроль (прототип)
Опыт I самоконсерви-рование
Опыт II консервиро-вание биоконсер-вантом Silo Twice
Сырой протеин (СР), %
11,85
11,20
11,99
Растворимый протеин, % СР
56,3
61,4
57,0
Расщепляемый в рубце протеин, % СР
67,3
59,0
66,0
Транзитный протеин, % СР
32,7
41,0
34,0
Крахмал, %
4,51
3,86
4,56
Молочная кислота, %
8,28
5,30
8,33
Уксусная кислота, %
1,40
0,89
1,30
Обменная энергия, МДж/кг
9,45
8,68
9,93
Переваримая энергия, МДж/кг
11,32
10,12
11,70
Относительная кормовая ценность
100
82
101
Количество сырого протеина во всех трех образцах сенажа соответствует норме. Оптимальное значение сырого протеина должно быть < 190 г/кг СВ или, в переводе на проценты должно составлять <19 % [9].
Растворимый протеин - это процент сырого протеина, растворимого в буфере, который отвечает за рН рубца. Показатель дается в % от общего сырого протеина. Высокое содержание растворимого сырого протеина говорит о том, что большое количество протеина будет доступно в рубце. Как результат - высокое содержание расщепленного в рубце и низкое содержание протеина, усваиваемого в кишечнике. Таким образом, растворимый сырой протеин является индикатором качества протеина. Этот параметр дает представление о величине усвоения протеина в рубце. Высокий показатель говорит о том, что протеина для бактерий доступно больше, чем они могут усвоить, поэтому протеин теряется (не используется) в окружающей среде. В тех случаях, когда показатель расщепляемого в рубце протеина низкий, количества энергии и протеина находятся в равновесии, тогда как отрицательное значение расщепляемого в рубце протеина говорит о нехватке протеина в рубце, что означает недостаточно оптимальный рост бактерий. Данный показатель во всех исследуемых группах образцов находится в пределах норматива.
Транзитный протеин означает - нерасщепляемый протеин, это количество протеина, которое не расщепляется в рубце, а проходит через рубец транзитом для последующего усвоения в тонком кишечнике. Нормальный показатель - более 14,0%, следовательно, все исследуемые образцы по данному показателю соответствуют норме.
Уровень крахмала коррелирует с уровнем молочной кислоты. Наибольший показатель крахмала (предпочтительно) отмечен во второй опытной группе, где применялся биоконсервант «Silo Twice», незначительно меньшее количество крахмала - в прототипе, а в группе, где применялось самоконсервирование - отмечено наименьшее значение.
Молочная кислота - одна из кислот, образующихся в процессе консервации. Сахар является топливом для молочнокислых бактерий, которые производят молочную кислоту. Норматив: 3-15%. Наибольшее количество молочной кислоты содержится во второй опытной группе, где применялся биоконсервант «Silo Twice» (8,33%), незначительно меньшее количество - в прототипе (8,28%), а в группе, где применялось самоконсервирование - отмечено наименьшее значение (5,30%).
Уксусная кислота очень важна, так как помогает предотвратить перегрев кормов. Травяной силос/сенаж с низкой долей уксусной кислоты очень чувствителен к перегреву. Оптимальное содержание уксусной кислоты составляет 1,0-2,0% или 10-20 г/кг СВ. Наибольшее количество уксусной кислоты содержится во второй опытной группе, где применялся биоконсервант «Silo Twice» (1,30%), незначительно большее количество - в прототипе (1,40%), а в группе, где применялось самоконсервирование - отмечено наименьшее значение (0,89%).
Содержание обменной энергии в продукте кормления - это количество энергии, доступной для обмена веществ. Переваримая (усвояемая) энергия - это валовая энергия за минусом энергии, выделяемой с навозом. Переваримая (усвояемая) энергия с корректировкой на количество энергии, теряемой с выделением мочи и газа (в основном, метана) считается количеством обменной энергии. Данная энергия доступна для использования в процессе обмена веществ. В процессе обмена веществ большая часть энергии расходуется на производство тепла. Обменная энергия с корректировкой на энергию тепла считается, в конечном счете, чистой энергией. Чистая энергия используется для роста, производства молока и воспроизводства. Оптимальный уровень обменной энергии составляет >10.5 MДж/кг СВ [9]. Наибольшее количество обменной и переваримой энергии отмечено во второй опытной группе.
Наивысшая кормовая ценность отмечена во второй опытной группе.
Используемые источники
1. АИВ-2000 Плюс Na применяют для заготовки силоса https://kormovit.ru/wp-content/uploads/2020/05/instrukcziya-aiv-2000-plyus-na-taminco.pdf.
2. БОНСИЛАЖ SPEED M https://schaumann.ru/product/bonsilazh-speed-m.
3. Использование биоконсервантов при заготовке кормов https://agrovesti.net/lib/tech/fodder-production-tech/ispolzovanie-biokonservantov-pri-zagotovke-kormov.html.
4. Консерванты для животноводства https://teknofeed.org/2019/06/25/preservatives-for-livestock/
5. Корма и кормовые добавки https://www.tsenovik.ru/articles/korma-i-kormovye-dobavki/kormovye-fermenty-rasshcheplyayushchie-nekrakhmalistye-polisakharidy/.
6. Кормовые консерванты https://www.tsenovik.ru/articles/korma-i-kormovye-dobavki/kormovye-konservanty/.
7. Новый биоконсервант для силосования кормов и способ его получения https://patenton.ru/patent/RU2645227C1.
8. Пробиотические штаммы энтерококков как средства терапии и профилактики заболеваний кишечника у детей file:///C:/Users/user/Downloads/probioticheskie-shtammy-enterokokkov-kak-sredstva-terapii-i-profilaktiki-zabolevaniy-kishechnika-u-detey-obzor-literatury.pdf.
9. Растворимый сырой протеин https://sagitov.pro/downloads/BLGG.pdf.