Úvod / Informácie / Rastlinná výroba / Krmoviny

Lucernová siláž, jej fermentačná charakteristika

19-11-2014
doc. Ing. Miroslav Juráček, PhD.; Dr.h.c. prof. Ing. Daniel Bíro, PhD.; doc. Ing. Milan Šimko, PhD.; doc. Ing. Branislav Gálik, PhD.; Ing. Michal Rolinec, PhD. | miroslav.juracek@is.uniag.sk
SPU v Nitre, Katedra výživy zvierat, FAPZ

Lucernová siláž je významným zdrojom dusíkatých látok, minerálnych látok (najmä Ca) a vitamínov v kŕmnych dávkach prežúvavcov.

Obr. 1

Cieľom silážovania je vytvorenie kyslého anaeróbneho prostredia potláčajúceho rozkladnú činnosť rastlinných enzýmov a nežiaducich mikroorganizmov, najmä vytvorením optimálnych podmienok pre rast baktérií mliečneho kvasenia. Počas silážnej fermentácie dochádza ku konverzii skvasiteľných sacharidov na fermentačné produkty.

Obr. 2

Hodnota pH charakterizuje kyslosť vyrobenej siláže. Pokles hodnoty pH počas fermentačného procesu je jedným z hlavných konzervačných činiteľov, ktorý inhibuje rozvoj nežiaducich mikroorganizmov. Hodnota pH čerstvej lucerny sa pohybuje v rozpätí od 6,0 do 6,5. V dôsledku vyššej tlmivej kapacity lucerny je vhodné zabezpečiť pokles hodnoty pH v závislosti od obsahu sušiny na <4,5 (pri sušine 30-40 %), resp. <4,7 (pri sušine 40,1-50 %). Vysoká hodnota pH je signálom nevhodnej fermentácie spôsobená napr. rozvojom baktérií maslového kvasenia (klostrídií), alebo je indikátorom aeróbnej nestability siláže po jej otvorení.

Kyslosť vodného výluhu (KVV) siláže alebo TMR (zmiešanej kompletnej kŕmnej dávky) predstavuje spotrebu KOH na hodnotu pH 8,5. Na základe spotreby KOH sa vypočíta potreba prísad (napr. NaHCO3, alebo Na2CO3) na zníženie kyslosti TMR pred skrmovaním. Nízka hodnota pH siláží pôsobí konzervačne, ale pri skrmovaní je dôležité ich kyslosť otupiť a tým zabrániť vzniku bachorovej acidózy.

Alkohol je v silážach produktom najmä kvasiniek, ktoré sa intenzívne rozmnožujú za prítomnosti kyslíka, čo je v nedostatočne utlačených silážach, alebo už pri ich skrmovaní, kedy je opäť prístupný kyslík. Produkty kvasiniek nie sú pre prežúvavce nežiaduce, ale ich rozvoj je spojený s vysokými stratami živín a energie. Kvasinky fermentujú nielen sacharidy, ale aj vzniknutú kyselinu mliečnu, preto by počet v kvalitnej siláži nemal presiahnuť 1x105 KTJ.g-1. V lucernových silážach je obsah alkoholu väčšinou do 1,5 %.

Kyselina mliečna je hlavnou konzervačnou kyselinou v silážach, nakoľko rýchlo zvyšuje  kyslosť. Jej koncentrácia sa v lucernových silážach pohybuje v rozpätí od 4-10 % v sušine. Obsah kyseliny octovej v silážach sa zvyčajne pohybuje medzi 1-3 % v sušine. Kyselinu octovú produkujú heterofermentatívne kmene baktérií mliečneho kvasenia, enterobaktérie a za aeróbnych podmienok baktérie octového kvasenia. Kyselina octová zvyšuje aeróbnu stabilitu konzervovaných krmív inhibíciou činnosti najmä kvasiniek. Enterobaktérie produkujú danú kyselinu aj za anaeróbnych podmienok. Fermentujú nielen sacharidy, ale aj bielkoviny. Ak sa nepoužilo biologické aditívum obsahujúce heterofermentatívne kmene baktérií mliečneho kvasenia a v zakrytej siláži je vysoká koncentrácia kyseliny octovej, tak je produktom najmä enterobaktérií. Z toho je možné usudzovať, že hodnota pH klesala pomaly, nakoľko optimálna hodnota pH enterobaktérií je v rozpätí 5-6. Kyselina maslová, ktorá je produktom klostrídií, je v konzervovaných krmivách nežiaduca. V nekvalitných silážach je jej koncentrácia nad 0,25 % v sušine, pričom sa vyskytuje najmä v hmote s nižším obsahom sušiny. Vo forme spór klostrídie prestupujú až do mlieka a spôsobujú pri zrení syrov tzv. sekundárne nadúvanie. Klostrídie fermentujú jednak ľahkoskvasiteľné sacharidy, vzniknutú kyselinu mliečnu, bielkoviny a sú schopné sa rozmnožovať v siláži aj v anaeróbnych podmienkach. Počet klostrídií v kvalitnej siláži by nemal presiahnuť 1x103 KTJ.g-1. Jednou z možností eliminácie rozvoja klostrídií je zvýšenie obsahu sušiny zavädnutej hmoty lucerny na min. 35 %. Vyšší obsah sušiny, ktorý sa docieli uvädaním hmoty je ďalší konzervačný činiteľ, zabezpečí zvýšenie osmotického tlaku v rastlinných bunkách, čo zabraňuje nežiaducim mikroorganizmom intenzívne využívať živiny. Nerovnomerné uvädanie hmoty a nedosiahnutie obsahu sušiny min. 35 % negatívne ovplyvňuje priebeh fermentačného procesu v prospech nežiaducej kyseliny maslovej (tab.1).

Tabuľka 1: Vplyv rozdielneho obsahu sušiny na kvalitu lucernovej siláže z jedného silážneho žľabu

 
sušina
g.kg-1
kyselina
hodnota pH
amoniak g.kg-1 sušiny
NL
g.kg-1 sušiny
mliečna
octová
maslová
g.kg-1 sušiny
1. vzorka
355,4
127,1
14,6
-
4,47
3,2
226,6
2. vzorka
272,8
17,7
62,4
104,4
5,98
72,4
181,4

NL: dusíkaté látky

V jednom silážnom žľabe bola vrstva lucernovej siláže s obsahom sušiny 355,4 g.kg-1,  ktorá obsahovala 127,1 g kyseliny mliečnej v sušine a neobsahovala kyselinu maslovú a v inej vrstve siláž s obsahom sušiny 272,8 g.kg-1 obsahovala len 17,7 g.kg-1 sušiny kyseliny mliečnej a až 104,4 g.kg-1 sušiny kyseliny maslovej. Rozdiel v obsahu NL predstavoval 45,2 g.kg-1 sušiny. Príčinou rozdielneho obsahu sušiny a tým aj fermentačných a nutričných ukazovateľov môže byť skorý zber uvädnutej hmoty, alebo výskyt zrážok počas uvädania.

Aj prídavok silážnych aditív eliminuje rozvoj klostrídií jednak priamo (baktericídne účinky), alebo rýchlym poklesom hodnoty pH. Ďalší pozitívny efekt majú dusičnany, ktoré cez dusitany inhibujú rozvoj klostrídií.

Konečným rozkladným produktom dusíkatých látok je amoniak. Stanovenie obsahu amoniaku v lucernových silážach slúži k vyjadreniu stupňa proteolýzy, ktorý predstavuje podiel amoniakálneho dusíka k celkovému obsahu dusíka. V kvalitných lucernových silážach je stupeň proteolýzy nižší ako 8 %. Rozklad dusíkatých látok je intenzívny najmä v silážach s nízkym obsahom sušiny (pod 30 resp. 35 %) a je príčinou pôsobenia rastlinných enzýmov a nežiaducich mikroorganizmov (najmä klostrídií).

Ďalší konzervačný činiteľ v siláži je vytvorenie anaeróbneho prostredia, čím sa eliminuje rozvoj nežiaducich mikroorganizmov (napr. baktérií octového kvasenia, kvasiniek, mikroskopických húb) a tým sa znižujú straty živín a energie.

Ak fermentačný proces prebieha pri vyšších teplotách (nad 45oC), tak dôsledkom je Maillardova reakcia medzi sacharidmi a aminokyselinami, pričom časť aminokyselín sa naviaže na lignínový komplex (ADIN). Zahriatie siláže znižuje stráviteľnosť dusíkatých látok v závislosti od teploty a doby jej pôsobenia napr. zo 70 iba na 30 %. Hodnoty ADIN nad 2 % sú indikátorom zahriatia siláže, v dôsledku nedostatočného utlačenia, alebo nevhodného spôsobu odberu.

Tabuľka 2: Fermentačné parametre lucernových siláží analyzovaných n KVZ v roku 2013

rok 2013
sušina
g.kg-1
kyselina
hodnota pH
stupeň proteolýzy
%
KVV
mg KOH
mliečna
octová
maslová
g.kg-1 sušiny
priemer
410,4
83,9
27,9
1,1
4,78
9,8
1640
min.
272,1
45,0
6,4
0,0
4,55
6,4
1368
max.
579,6
103,7
54,0
11,5
5,09
16,0
2183

 

Pri hodnotení kvality lucernových siláží predovšetkým z oblasti západného Slovenska analyzovaných v roku 2013 na Katedre výživy zvierat, FAPZ, SPU v Nitre (tab. 2) sme zistili priemerný obsah sušiny 41 %, pričom len 10 % vzoriek malo obsah sušiny nižší ako 35 %. Všetky lucernové siláže sa vyznačovali vyšším obsahom kyseliny mliečnej ako 10 g v kg pôvodnej hmoty. Obsah žiaducej kyseliny mliečnej kolísal v rozpätí od 4,5 do 10,4 % v sušine s priemernou hodnotou 8,4 %. Pomerne vysoká koncentrácia kyseliny mliečnej v lucernových silážach súvisí s aplikáciou silážnych aditív. Vyšší obsah kyseliny octovej ako 2 % v sušine malo 80 % vzoriek lucernových siláží a vyšší obsah ako 3 % v sušine malo 45 % vzoriek. V lucernových silážach sme zaznamenali prítomnosť nežiaducej kyseliny maslovej v 25 % vzoriek s priemernou hodnotou 0,1 % v sušine. Najvyšší obsah kyseliny maslovej (až 1,15 %) mala vzorka s obsahom sušiny 36 %. Hodnota pH sa pohybovala v rozpätí od 4,55 do 5,09 s priemernou hodnotou 4,78. Až 70 % hodnotených vzoriek malo vyšší stupeň proteolýzy ako 8 %.

Obr. 3 Izotachoforézny prístroj na stanovenie obsahu fermentačných kyselín

Obr. 3 Izotachoforézny prístroj na stanovenie obsahu fermentačných kyselín

Práca vznikla s podporou projektu KEGA 002SPU-4/2012 (Konzervovanie a úprava krmív)