Úvod / Pôdohospodárstvo podľa tém / Rastlinná výroba / Krmoviny

Aspekty výběru silážního inokulantu

11-06-2024
Bc. David Novotný | [email protected]
MIKROP ČEBÍN a. s.
(zdroj: Lallemand Animal Nutrition)

Co vše je potřeba zohlednit při rozhodování, jaký silážní přípravek použít? S narůstající užitkovostí zvířat rostou i požadavky na klíčové parametry vyrobených objemných krmiv, a to zejména na vysokou produkční účinnost, stravitelnost, příjem sušiny, stabilitu při odběru atd. Navzdory dostupným odborným znalostem je však výroba takových siláží obrovskou výzvou. Patří mezi ně extrémní povětrnostní podmínky v předchozích letech, jako jsou vlny veder, sucho, nepříznivé srážkové poměry, nebo nestabilní ekonomické podmínky. Zajištění těchto požadavků spočívá v zásadě na třech hlavních pilířích: počasí, technologie a fermentace silážované hmoty. Všechny tři parametry mohou zásadně rozhodnout o úspěchu či neúspěchu a výsledné kvalitě siláže. Výběrem nejvhodnějšího inokulantu můžeme reagovat na vaše podmínky, druh sklízené plodiny a očekávaný výsledek.

Obr. 1

Obr. 1: Fermentační nádrž

Úvod

Každý, kdo se někdy snažil zorientovat v takřka nepřeberné nabídce silážních produktů mi dá pravděpodobně za pravdu, že je to bez dlouhých hodin prostudovávání různých souhrnů nemožné (např. seznam „Přípravky do siláží a krmných směsí” vycházející každoročně v Krmivářství č.2). Pro ušetření drahocenného času je možno okruh k výběru zúžit odpověďmi na následující otázky:

  • Existují nějaké domácí reference? Zeptejte se kolegů na jejich názory. Pokud je to možné, běžte se na siláž podívat na vlastní oči.
  • Jaké relevantní vědecké práce jsou k dispozici?
  • Slibují racionální přínosy? Pozor, silážní inokulanty nejsou všelék, je to věda! Kromě toho stojí za to určit, do jakého systému chceme daný produkt použít.
  • Jaký materiál jdeme silážovat?
  • Snadno silážovatelné: trávy, silážní kukuřice, LOS, čirok (dostatečný obsah zkvasitelných cukrů, snadno dosažitelná sušina >30 %, minimální nebo střední riziko kontaminace půdy)
  • Středně obtížně silážovatelné: rané obiloviny, vojtěškotravní a jetelotravní směsi (dostatečný nebo střední obsah zkvasitelných cukrů, obtížně dosažitelná sušina >30 %, středně vysoká pufrační kapacita, významné riziko kontaminace půdy)
  • Obtížně silážovatelné: především vojtěška, jetel (nízký obsah zkvasitelných cukrů, riziko nižší sušiny <30 %, vysoká pufrační kapacita, střední nebo významné riziko kontaminace půdy)
  • V jakých podmínkách bude silážování probíhat?
  • Povětrnostní podmínky silážní sezóny (např. brzy na jaře, v létě nebo poslední seče na podzim)
  • Kvalita silážovací technologie (např. rychlost nakládání, účinnost udusání, riziko přerušování sklizně atd.)

    Obr. 2

    Obr. 2: Naskladnění silážované hmoty

     

    Obr. 3

    Obr. 3: Důkladné vytěsnění vzduchu v průběhu naskladňování

  • Kvalita a typ zakrývání (např. standartní PE fólie, kyslíkově bariérové plachty, rychlost a kvalita zakrytí a zatížení)
     

    Obr. 4

    Obr. 4: Kvalitní zakrytí siláže

  • Charakteristika a stav silážních prostor (šířka a orientace stěn sila, zajištění odtoku případných silážních šťáv a dešťové vody, stav bočních stěn)
  • Čas, způsob a rychlost vyskladnění (např. čas potřebný na odkrmení celého čela, systém vybírání)
     

    Obr. 5

    Obr. 5: Systém vybírání siláže a pořádek v silážním žlabu

  • Když o tom všem přemýšlíte, stojí za to začít se skutečným hledáním! Kritéria pro výběr biologického konzervačního prostředku vzhledem k tomu, že existuje překvapivé množství aspektů, které lze při výběru konzervačního prostředku na siláž zohlednit, zaměříme se na ty nejdůležitější z hlediska praxe.

Bakteriální kmeny

V nakupovaném silážním přípravku nakupujete především bakterie produkující kyselinu mléčnou. Proto kromě toho, co je uvedeno v popisu produktu, stojí za to prozkoumat samotné bakteriální kmeny. Prvním a nejjednodušším způsobem, jak toho dosáhnout, je zkontrolovat registraci EFSA (Evropský úřad pro bezpečnost potravin – www.efsa.europa.eu) pro konkrétní bakteriální kmen. Černé na bílém popisuje, jaké vlastnosti a schopnosti daný kmen bakterií mléčného kvašení má na základě vlastních studií EFSA. Na tomto místě jistě stojí za zmínku, že informace zde uvedené jsou poměrně často velmi odlišné od informací v propagačních materiálech. Kromě toho můžeme získat informace o rozsahu použití jednotlivých kmenů zahrnutých v registraci: doporučuje se pro snadné, střední nebo obtížně silážovatelné suroviny?

Obr. 6

Obr. 6: Bakterie mléčného kvašení

Druhy fermentace podle metabolismu bakterií

Podle druhů koncových metabolitů lze bakterie mléčného kvašení rozlišit na homofermentativní a heterofermentativní kmeny. V prvním případě se štěpením cukru (glykolýza) produkují dvě molekuly kyseliny mléčné z jedné molekuly glukózy. Naproti tomu heterofermentativní bakterie produkují dvě molekuly kyseliny mléčné z jedné molekuly glukózy, a poté jednu molekulu sekundárních metabolitů (např. kyselinu octovou, kyselinu propionovou, 1,2-propandiol) z části kyseliny mléčné. Typ a množství syntetizovaných sekundárních metabolitů závisí na bakteriálním kmeni, silážních parametrech a přítomnosti kyslíku.

Startovací bakterie

Tento druh bakterií (homofermentativní) produkuje pouze kyselinu mléčnou. Jejich úloha je nesmírně důležitá, protože počet a typ bakterií produkujících kyselinu mléčnou v přirozené (epifytní) mikroflóře není stabilní a obecně se v průběhu let snižuje. Cíleným naočkováním silážované píce můžeme tento proces řídit v požadovaném směru. Pokud tomu tak není, převládnou v procesu fermentace nežádoucí procesy působením dalších mikroorganismů epifytní mikroflóry (enterobakterie, kvasinky, plísně, divoké kmeny mléčných bakterií) a z toho vyplývající ztráty.

Výhody: tyto bakterie lze vyrobit jednoduše, levně, a proto jsou k dispozici za rozumnou cenu. Lze je doporučit pro konzervaci siláží s rychlým odběrem (odběr celé stěny v hloubce min. 20 až 30 cm v průběhu 1–3 dnů) a siláží zkrmovaných v průběhu chladného období roku (od října do dubna).

Nevýhody: neprodukují žádné metabolity se schopností inhibovat kvasinky a plísně (např. kyselina octová, kyselina propionová). Proto se po otevření sila a vystavení siláže působení vzdušného kyslíku okamžitě reaktivují degradující mikroorganismy (aerobní nestabilita).

Stabilizující bakterie

Jedná se o skupinu heterofermentativních bakterií mléčného kvašení. Obsahují kmeny produkující kyselinu mléčnou, které řídí druhou polovinu životního cyklu siláží (skladování, období zkrmování). V malé míře se podílejí na počátečním mléčném kvašení, ale používají se hlavně kvůli svým metabolitům, které inhibují kvasinky a plísně (např. kyselina octová, kyselina propionová), a jejich specifickým vlastnostem (zlepšení stravitelnosti, uvolňování aroma, produkce monoproplyenglykolu atd.).

Výhody: při skladování, vybírání a krmení pomáhají udržovat aerobní stabilitu objemných krmiv (nedochází k zahřívání a kažení). Díky své schopnosti vytvářet přidanou hodnotu jsou schopny dále zlepšovat krmnou hodnotu suroviny.

Nevýhody: jejich výroba je složitější a nákladnější, a proto je jejich cena obvykle vyšší. Mléčné kvašení, které je zodpovědné za primární okyselení, je podporováno pouze v malé míře.

Kombinace bakterií

Kombinují vlastnosti předchozích dvou skupin a pomáhají kontrolovat kvalitu siláží od silážování až po krmení.

Výhody: v současných nestálých, nepředvídatelných povětrnostních a ekonomických podmínkách jsou nejlepším způsobem, jak využít kvalitativní potenciál objemných krmiv!

Nevýhody: jejich výroba je složitější a nákladnější, proto je lze získat za vyšší cenu.

Kombinace bakterií a enzymů

Výrazně méně často najdete silážní produkty obsahující specifické druhy enzymů (vlastní výroba a zejména registrace těchto enzymů je nákladnější ve srovnání s bakteriemi). Vzhledem k jejich výhodám by však bylo jejich širší využití oprávněné: zvýšení obsahu fermentovatelných sacharidů (cukrů), zlepšení dostupnosti živin a zvýšení stravitelnosti.

Další vlastnosti bakterií

Každý kmen bakterií má jedinečnou genetickou výbavu. To zásadně ovlivňuje jejich fermentační schopnosti, a tím i použitelnost. Komerční bakterie mléčného kvašení jsou registrovány s jedinečným číslem kmene (EU – EFSA, USA – FDA), jako je L. buchneriNCIMB 40788. S jeho pomocí je možné jednoznačně odlišit bakterie od různých výrobců se stejným názvem. Bakterie stejného druhu mohou vykazovat zásadní rozdíly ve svých schopnostech! I zde se proto vyplatí upřednostnit inokulant obsahující bakterie od renomovaného a důvěryhodného výrobce.

Tolerance k sušině: vezmeme-li v úvahu rozsah sušiny, při které se sklízí objemná krmiva, bakterie mléčného kvašení musí pracovat ve velmi širokém rozmezí. Obecně platí, že homofermentativní bakterie mléčného kvašení mají tendenci tolerovat nižší sušiny, zatímco heterofermentativní bakterie vyšší. Samozřejmě se tyto hranice sušiny vzájemně překrývají.

Optimální pH: všechny bakterie mají optimální rozsah pH, ve kterém mohou žít a růst. Optimální pH kmenů produkujících kyselinu mléčnou je velmi různorodé. Proto se při výběru silážního inokulantu doporučuje vybírat takové bakteriální složení, které zajistí tzv. front-end fermentaci, tedy řízenou fermentaci v celém rozsahu poklesu pH. Podstatou je, že mezi startovacími kulturami by měly být takové, které zahájí okyselování okamžitě od počátečního pH suroviny (pH 6,5–7), a další, které pokračují v produkci kyseliny mléčné při nižší hodnotě pH (pH<5,5). Tímto způsobem si bakteriální kmeny mohou předávat štafetu mezi sebou a řídit fermentaci od začátku do konce.

Příklad kombinace bakterií:

Iniciátor fermentacePediococcus pentosaceusNCIMB 12455 Optimální pH: 4,5–6,8

Fermentační finišerLactobacillus plantarum(nová nomenklatura: Lactiplantibacillus plantarum) CNCM MA 18/5U pH optimum 3,8–4,8. Heterofermentativní kmeny k tomuto účelu také výborně slouží!

Teplotní tolerance: stejně jako živiny v siláži reagují na teplotu (denaturace bílkovin, Maillardova reakce u sacharidů), mají i bakterie mléčného kvašení různou teplotní toleranci. Například v předchozím příkladu uvedený P. pentosaceusje životaschopný do 60 °C, zatímco L. plantarumpouze asi do 40 °C.

Generační cyklus: tato vlastnost je dána genetickou výbavou bakterie, jedná se rychlost růstu vybrané bakterie, která pak zásadně ovlivňuje efektivitu fermentace. Příklad: kmen bakterií Pediococcus má generační interval asi 20 minut, zatímco L. plantarumzhruba 1 hodinu.

Životaschopnost: při přípravě aplikačního roztoku jsou bakterie v inokulantu smíchány s vodou, dochází k jejich hydrataci, a stanou se tak v krátké době aktivními (životaschopnými). Pro zachování maximální životaschopnosti bakterií jsou důležité všechny kroky výrobní technologie (viz níže).

Metabolity: je zřejmé, že homofermentativní bakterie mléčného kvašení produkují kyselinu mléčnou, zatímco heterofermentativní bakterie produkují kyselinu mléčnou, a dále kvasinkové a plísňové inhibitory (kyselina octová, kyselina propionová). Nicméně, jak již bylo zmíněno výše, rozdíly mezi bakteriemi různých výrobců mohou být zásadní. Například v praxi oblíbený P. pentosaceusNCIMB 12455 a P. acidilacticii CNCM I–3237 může na rozdíl od většiny ostatních startovacích kmenů kromě glukózy využívat pentózové (5uhlíkové) sacharidy a fruktózu (hexózy s šesti uhlíky). To je užitečné zejména při fermentaci obtížně silážovatelných materiálů (např. vojtěška). Heterofermentativní bakterie, jako je například rychle okyselující Lactobacillus hilgardiiCNCM I-4785, produkují kyselinu octovou, kyselinu propionovou a monopropylenglykol (zdroj energie absorbovaný přímo v bachoru), a také další protiplísňové metabolity.

Ostatní: Kromě toho mohou být zváženy interakce mezi bakteriemi (např. synergické působení L. buchneriNCIMB 40788 a L. hilgardii CNCM I-4785) a přínosy vyplývající z aktivity vlastních enzymů (např. zlepšení stravitelnosti vlákniny, uvolňování aroma).

Inokulační dávka

Dlouhodobě doporučované minimální množství bakterií pro zajištění řízené fermentace se ještě na přelomu tisíciletí uvádělo minimálně 100 000 CFU/g píce. V současné době se v důsledku tlaku prostředí a změny klimatu tato minimální dávka zvýšila na 150–200 000 CFU/g. Například počet bakterií na etiketě produktu zní: Lactobacillus hilgardiiCNCM I–4785, Lactobacillus buchneri NCIMB 40788, v poměru 1 : 1 a koncentraci >3,00 x 1011 CFU/g produktu, což odpovídá inokulační dávce 300 000 CFU/g píce.

Technologie výroby bakterií

Vezmeme-li v úvahu aspekty uvedené v předchozích dvou bodech, vnímáme, že kvalitu bakterií používaných pro výrobu silážních inokulantů podstatně ovlivňuje použitá výrobní technologie!

Hlavní prvky technologie výroby

Zajištění kvality: aby byla zaručena mikrobiologická čistota a životaschopnost bakteriálních kmenů uváděných na trh, provádí se mikrobiologická kontrola kvality vzorků odebraných v několika bodech výrobního procesu. Systémy kvality: Fami QS, GMP, HACCP, FFFD atd.

Technologie lyofilizace: jedná se o nejkritičtější krok ve výrobním procesu. Po průmyslové fermentaci (množení) jsou bakterie stabilizovány procesem lyofilizace. Vyprodukované bakterie se odstředí a následně po přidání kryoprotektoru, který chrání buňky před poškozením mrazem, se zahájí samotný proces lyofilizace (sublimace zmrzlé vody při nízkém tlaku a teplotě). Zmražené bakterie jsou nakonec rozemlety a zabaleny. Informace o účinnosti a šetrnosti této technologie poskytuje test vitality bakterií. Tyto testy měří životaschopnost bakterií 0, 3, 6, 12 a 24 hodin po rehydrataci. Cílem je zajistit životaschopnost 100 % bakterií po celou záruční dobu, a následně po rozpuštění ve vodě před aplikací.

Obr. 7

Obr. 7: Fermentační tanky

Lyofilizátor

Použitelnost: podstatou těchto vlastností produktu je, aby aplikace byla co nejjednodušší a nejflexibilnější a zároveň praktická.

Rozpustnost: dobrá rozpustnost bez shlukování zjednodušuje přípravu aplikačního roztoku.

Homogenita: jak dlouho může suspenze zůstat po rozpuštění v aplikátoru bez sedimentace. Minimum je 12–24 hodin.

Ředitelnost: schopnost produktu přizpůsobit se různým aplikačním systémům (>10 ml/t).

Životaschopnost: optimální je, pokud jsou bakterie schopny udržet svou maximální aktivitu po dobu alespoň 12–24 hodin po rozmíchání.

Balení: silážní inokulant obsahují sušené, životaschopné bakterie, které jsou vysoce citlivé na teplo, vlhkost a vzduch. Obal musí poskytovat dokonalou ochranu. Jedním z nejvhodnějších technologických řešení jsou vícevrstvé obaly, tzv. alu-fólie (plast--hliník-plast).

Skladování a trvanlivost: v závislosti na výrobní technologii a podmínkách skladování je lze skladovat až dva roky. Obvykle nejsou vyžadovány zvláštní podmínky skladování: tmavé, suché a chladné místo.

Technická podpora

Výrobci a/nebo distributoři musí k výrobkům poskytnout certifikáty kvality, specifikace, popisy výrobků a bezpečnostní listy. Kromě toho dokumenty a výsledky výzkumu obsahující bakteriální kmen a vlastnosti produktu uvedené v článku nejsou povinné, ale obecně dostupné. Aktuální hospodářská a tržní situace v zemědělském sektoru podporuje zvyšování efektivity a racionalizaci. Tlak na zvyšování kvality vyráběných objemných krmiv je jednoznačně správným krokem a významně ovlivňuje celkovou ekonomiku výroby mléka. V tomto snažení, s výjimkou počasí, můžeme ovlivnit především technologickou kázeň a výběr kvalitního, vědecky ověřeného a do daných podmínek nejvhodnějšího silážního inokulantu. Náklady na ně zaujímají v celkových nákladech pouze malou část, ale jejich vliv je významný. Využijte proto při rozhodování možnost konzultace s vaším specialistou na výživu skotu z týmu MIKROP ČEBÍN a. s.