Ez a cikksorozat egyaránt szól a fiatal, pályakezdő szakembereknek és a senior gyakorló kollégáknak is. Az alapokat írjuk le, de megfűszerezzük a gyakorlat ízével és hozzáadjuk az újdonságok sóját is.
A takarmányok tartósításának módjai
A takarmánykonzerválás lényege, hogy különböző fizikai, kémiai vagy biológiai eljárások segítségével biztosítsuk a takarmányok hosszú távú eltarthatóságát. A takarmányok romlása egyes káros mikroorganizmusok (baktériumok, gombák) elszaporodásának hatására következik be. A mikrobák fejlődésükhöz tápanyagokat, vizet és oxigént igényelnek. Amennyiben ezen környezeti feltételeket korlátozzuk, a mikroorganizmusok élettevékenysége és szaporodása leáll, a takarmány eltarthatóvá válik. Kétféle konzerválási módot különböztetünk meg, a nedves és a szárítással történő tartósítást (szénakészítés, szemes takarmányok szárítása). A nedves tartósításnak további két módszerét ismerjük:
•kémiai konzerválás: ez a mesterséges savanyítás, szerves savak felhasználásával. A nagyüzemi gyakorlatban általában 4,0–4,2 pH-értékig savanyítunk (pl. hangyasav-propionsav keverékével, tiszta propionsavval), tehát az alacsony kémhatást jól tűrő tejsavtermelő baktériumok még képesek további tejsavtermelésére.
•Erjesztés, fermentáció: a növény felületén élő, természetes módon előforduló tejsavbaktériumokat oxigén kizárásával erjesztésre, szerves savak előállítására serkentjük. A kémhatás csökkenésének hatására a takarmány megerjed (pl. 3,8–4,3 pH alakul ki kukoricaszilázs esetében) és ezáltal eltarthatóvá, stabillá válik. Hasonló folyamatok zajlanak le a kovászos uborkában vagy a savanyú káposztában.
Biokémiai folyamatok: a szerves savak keletkezése
Az erjedés során a takarmányban található mikroorganizmusok tej- és illó zsírsavakat állítanak elő az erjeszthető szénhidrátokból. A tejsav nem illósav, nincs szaga. Az ecetsav, a vajsav és a propionsav azonban illékony vegyületek, ezért keletkezésükkor kellemetlen szag érezhető. A takarmányokat a tejsavtermelő baktériumok által erjeszthető szénhidrátokból (cukrokból) termelt tejsav konzerválja. Két elsődleges biokémiai folyamat van, mely során a speciális törzsekbe tartozó baktériumok tejsavat termelnek: homofermentatív és heterofermentatív erjedés. A homofermentatív erjedés során elsődlegesen tejsav termelődik a cukrokból. A heterofermentatív erjedés során a baktériumtörzsek a cukrokból a tejsav mellett ecetsavat, etanolt és szén-dioxidot állítanak elő. Más melléktermékek is képződhetnek, mint például 1,2-propándiol, acetaldehid. A homofermentatív erjedés sokkal hatékonyabb, mint a heterofermentatív erjedés, mivel a tejsav előállítása kisebb energia- és táplálóanyag-veszteséggel jár, mint az ecetsav, a CO2 vagy az alkoholok előállítása.
A heterofermentatív erjedés egyes végtermékei azonban gombaölő hatással rendelkeznek, melyek csökkentik a silóbontás utáni aerob romlást és az aerob veszteség mértékét. Ecetsav az erjedés első szakaszában mindenképpen képződik. A természetes flóra által, kontrollálatlan formában termelődő ecetsav azonban káros hatású, a veszteség és az étvágycsökkentő potenciál miatt (max. ecetsav-koncentráció a TMR-ben: 1,7% sza., Gerlach és mtsai, 2021). Ezt később részletesebben is kifejtjük majd. A vajsav, a valeriánsav, a kapronsav jelenléte egyértelműen káros hatású, mert termelődésük táplálóanyag-veszteséget jelent, a kémhatás a semleges irányba tolódik el, mérgező aminok keletkezhetnek, a termelt vajsav, valeriánsav, a kapronsav pedig bűzös, rontja a takarmány ízletességét. A fehérjék is átalakulhatnak az erjedés során a szilázsokban. A fehérjék bomlása során a nitrogén-oxidok mellett az ammónia az egyik végtermék, ami emeli a pH-t. Ez pedig káros folyamat és instabillá teszi a szilázst már az erjedési fázisban. A fehérjék bomlása során ún. biogén aminok is keletkezhetnek (kadaverin, putreszcin), melyek rothadáskor képződnek, büdösek és mérgezőek.
Az erjedés szempontjából hasznos mikroorganizmusok
A növény levélfelületén élő mikroorganizmusok száma az időjárás és környezet változásával évről évre változik. A silózás szempontjából hasznos tejsavtermelő baktériumok száma azonban mindössze 1000-ed része a többi mikroorganizmusnak. Továbbá a renden, a káros mikroorganizmusok tovább szaporodnak a levágott növény felületén (Clostridium, Bacillus, élesztőgomba), ezért nem javasoljuk a 48 óránál hosszabb fonnyasztást. Hozzá kell tenni, hogy a levél felszínén lévő mikroorganizmusok nagy része aerob, ezért szaporodásuk leáll, ahogy a levegőt kitapossuk az alapanyagból és lefedjük a silóteret. A tejsavtermelő mikroorganizmusok túlnyomóan anaerob körülmények között (oxigén kizárásával) tudnak erjeszteni. Jól tűrik az alacsony, savas kémhatást. Számos baktériumfaj tartozik ebbe a csoportba, melyek lehetnek homofermentatív tejsavtermelő baktériumok vagy heterofermentatív tejsavtermelő baktériumok.
A tejsavtermelő baktériumok széles hőmérsékleti tartományban képesek működni, ezért megkülönböztetünk ’melegerjesztőket’, ún. termofil baktériumokat (40–50°C) és ’hidegerjesztőket’ (15–30°C). A táplálóanyag-veszteség és a fehérje denaturációjának csökkentése érdekében a hidegerjesztés a cél a gyakorlatban.
A tejsavtermelő baktériumok jól tűrik a nagyobb szárazanyag-tartalmat. Szemben az ecetsav- és vajsavtermelő baktériumokkal, melyek elsősorban a vizesebb alapanyagban szaporodnak jól. Ezért a fonnyasztással gátolni tudjuk a káros mikroorganizmusokat, miközben a tejsavtermelők még képesek ’dolgozni’. Ez a legolcsóbb erjedésszabályozási módszer, amikor a napfény erejét használjuk.
Az erjedés szempontjából káros mikroorganizmusok
Az erjesztett takarmányokban azonban nemcsak a hasznos tejsavtermelő baktériumok, hanem az erjesztés szempontjából káros mikroorganizmusok is jelen vannak. A gyors pH-csökkenésnek (savanyodásnak) azért van jelentősége, mert ezzel tudjuk leghatékonyabban kizárni a káros mikroorganizmusok egy részét.
1. A káros mikroorganizmusok közé tartoznak a Coli aerogenes csoport tagjai, amelyek jelentős mennyiségű ecetsavat termelnek. E baktériumok számos törzse sajnos patogén is (kórokozó). Az erjedés szempontjából azonban nem egyértelműen negatív a megítélésük. Ugyan a takarmányfelvétel szempontjából kedvezőtlen hatású ecetsavat állítanak elő, nagy mennyiségben elszaporodva hasmenést okozhatnak, emellett azonban az erjedési folyamat kezdetén ezek a mikrobák alakítják ki a tejsavtermelő baktériumok számára kedvező életfeltételeket (csökkenő pH és csökkenő oxigénmennyiség). KONTROLL: A Coli aerogenes csoport korlátozásának módja elsősorban a talajszennyeződés mérséklése betakarításkor, a 30% feletti szárazanyag-tartalom biztosítása (tavasszal fonnyasztással), a 48 órán belüli fonnyasztás, az alacsony kémhatás gyors elérése.
2. A legkárosabb mikroorganizmusok a szaprofita vajsavtermelő baktériumok (Clostridiumok). Tipikusan a lucerna, a rozs és az intenzív termesztésű fű vizes szilázsaiban fordulnak elő. A vontatott erjedés korai szakaszában is szerepet játszanak, de később, a másodlagos, vagy utóerjedés főszereplői. A vajsavtermelők obligát (feltétlen) anaerobok, ezért a levegő kizárásával nem lehet őket gátolni. A takarmány szénhidrátjaiból, a tejsavból és az aminosavakból is vajsavat, biogén aminokat állítanak elő, ammónia, ecetsav, hangyasav, CO2 és H2 keletkezése mellett. A C. butyricum, C. tyrobutyricum szénhidrátbontó, míg C. sporogenes a fehérjéket bontja elsősorban. Tevékenységük káros. A Clostridium spórás baktérium, ezért ha a spórák bekerülnek a tejbe (a tőgy felszínéről fejéskor), akkor kemény sajtot már nem lehet abból a tejből készíteni (csak lágy sajtokat). A spórák ugyanis gázt termelnek a sajt belsejében és a sajt (az ementálihoz hasonló) lyukakat fog tartalmazni. A Clostridiumok másik csoportját, a kórokozó vajsavbaktériumok (Clostridium perfringens, Clostridium chauvoei) alkotják, melyek gyakran bélvérzéssel járó megbetegedést okoznak. MEGELŐZÉS: A Clostridiumok elleni védekezés alapja a 30% feletti szárazanyag-tartalom biztosítása (tavasszal fonnyasztással), a 48 órán belüli fonnyasztás, az alacsony kémhatás gyors elérése, valamint a talajszennyeződés mérséklése betakarításkor. A tarlómagasság 2 cm-ről 10 cm-re való növelése 80 000 CFU/g értékkel csökkenti a Clostridiumok számát a zöld alapanyagban (O’Kiley és mtsai, 2008). Ezenfelül lehet olyan silózási adalékanyagokat használni (elsősorban kémiai konzerválószereket, de léteznek Clostridium-inhibítor tulajdonsággal rendelkező oltókultúrák is), melyek gátolják a Clostridiumok szaporodását a szilázsban.
4. A rothasztó baktériumok elsősorban aerob mikrobák és érzékenyek az alacsony kémhatásra (pH-optimum: 5,5 felett). Bontják a szénhidrátokat, a fehérjéket és a tejsavat, gázok képződése mellett (metán, ammónia, kadaverin, putreszcin). A kéntartalmú aminosavak bakteriális bomlása során képződik a rothadásra jellemző, rendkívül bűzös és undorító szag (a jellegzetes rothadási bűz okozója), valamint a záptojásszag. A fehérjebomlás terméke a kadaverin cadaver=holttest) és putreszcin (putredo=rothadás). Katasztrófák helyszínén a mentőkutyák ezeknek a fehérje bomlástermékeknek, elsősorban a kadaverinnek a szagát érzik meg. Mivel a tehén érzékeny a szagokra és a melléktermékek mérgezőek, ezért ezen bomlási folyamatok megelőzése alapvető.
MEGELŐZÉS: A rothasztó baktériumok elleni védekezés alapja a 30% feletti szárazanyag-tartalom biztosítása, a 48 órán belüli fonnyasztás, a hatékony taposás és a nagy tömörség elérése (az oxigén kizárása), a gyorsan kialakuló alacsony kémhatás, valamint a talajszennyeződés mérséklése betakarításkor.
5. Az élesztőgombák (pl. Saccharomyces) elsősorban aerob körülmények között képesek szaporodni, de egyes fajaik anaerob viszonyok között is életképesek. A cukrokat – és sajnos a tejsavat is – alkoholra (etanolra és metanolra), CO2-re, valamint vízre bontják. Képesek a keményítőt is bontani. A fehérjék bontása során pufferhatású ammóniát termelnek. Kiválóan tűrik a savanyú közeget, így a savanyítás önmagában nem korlátozza a szaporodásukat. A nagyobb szárazanyag-tartalom elérésével és a levegő gyors kizárásával lehet leghatékonyabban gátolni a nagy mennyiségben való elszaporodásukat. Általában vizes alapanyagokban fordulnak elő (vizes silókorica és vizes cirokszilázs). Az élesztők a legnagyobb veszteséget a jó állapotú szilázsokban a szilázs bontása után bekövetkező aerob romlás során okozzák. MEGELŐZÉS: Az élesztőgombák elleni védekezés alapja a 30% feletti szárazanyag-tartalom biztosítása, a 48 órán belüli fonnyasztás, a gyors és hatékony tömörítés (céltömörség: 240 kg sza/m3), a gyors és ’légmentes’ zárás, valamint nyáron a 30–40 cm-es napi silófalkitermelés a teljes felületen. Ezen felül lehet olyan silózási adalékanyagokat használni, melyek gátolva a gombák szaporodását javítják a silófal és a TMR stabilitását.
6. A penészgombák (Penicillium, Fusarium, Aspergillus fajok) kiválóan tűrik a savas kémhatást, ezért kártételükkel csak rosszul tömörített vagy nem megfelelően lezárt takarmányban, illetve a siló megbontása után, az aerob romlás folyamán kell számolni. A penészgombák a szénhidrátokat saját életműködésükhöz felhasználva gátolják a hasznos baktériumokat, és bontják a fehérjéket, valamint a tejsavat is! A penészes szilázs mikotoxinokat is tartalmazhat (aflatoxin, zearalenon, DON, patulin, satratoxin, ochratoxin, roquefortin). A penész általában a szilázs oldalfalain, a silótetőn és az állott silófalon található meg. Különösen gyakori a rosszul és túl hosszú ideig tárolt nedves melléktermékekben. Napjainkban nagy veszélyt jelent a tejelő tehenészetekben a silókukorica aflatoxin-szennyezettsége. Az aflatoxinokat termelő Aspergillus gomba már a szántóföldön az élő növény csövein is megtalálható, de az anaerob szakaszt követően, silóbontás után újra szaporodásnak indulhat a nyitott és állott silófalban is. Az Aspergillus gomba szaporodása pedig az aflatoxinok mennyiségének növekedését vonhatja maga után a silófalban. Tehát a penészgomba és a mikotoxin származhat a szántóföldről a silókukoricában (különösen hőstresszes nyarat követően), de rossz be- és kitárolástechnikával fokozhatjuk is a szilázsban az aflatoxin mennyiségét.
MEGELŐZÉS: A penészgombák elleni védekezés alapja a 30% feletti szárazanyag-tartalom biztosítása, a 48 órán belüli fonnyasztás, a gyors és hatékony tömörítés (céltömörség: 240 kg sza./m3), a gyors és ’légmentes’ zárás, valamint nyáron a 30–40 cm-es napi silófalkitermelés a teljes felületen. A szántóföldi gombafertőzés és mikotoxin-szennyeződés ellen növénytermesztési, agrotechnikai eszközökkel lehet védekezni (kártevőírtás, jobb rezisztenciával rendelkező hibridek termesztése, talajművelés módja: minimal tillage vs. szántás, öntözés stb.). Ezenfelül lehet olyan silózási adalékanyagokat használni, melyek (gátolva a gombák továbbszaporodását) javítják a silófal és a TMR stabilitását. A telepre beérkező alapanyagban lévő mikotoxin mennyisége azonban utólag már nem csökkenthető.
A sorozatot az erjedés szakaszaival folytatjuk.
Dr. Orosz Szilvia
Agrárágazat Tudástár: tejsavbaktériumok – A tejsavbaktériumok a szilázskészítés legfontosabb hasznos mikroorganizmusai, amelyek oxigénmentes környezetben a növények cukortartalmából tejsavat állítanak elő. A keletkező sav gyorsan csökkenti a takarmány pH-értékét, gátolja a káros baktériumok és gombák szaporodását, így biztosítja a szilázs tartósságát és minőségét. A sikeres erjedés feltétele a megfelelő szárazanyag-tartalom, a gyors tömörítés és a levegő kizárása.
