СОДЕРЖАНИЕ 

1. Введение
2. Микробиология кормов
3. Эпифитная микрофлора
4. Силос

• Микробиологические  процессы, происходящие

                        при силосовании

• Динамика процесса силосования
• Влияние кислого силоса на обмен веществ животных и качество молочных продуктов

5. Гнилостные бактерии
6. Плесневелые грибы и дрожжи
7. Молочнокислые бактерии
8. Маслянокислые бактерии
9. Эшерихии
10. Амонификаторы
11. Микробиология сена и влажного зерна 
    

• Приготовление обыкновенного сена

12. Сенаж
13. Потери при брожении
14. Дрожжевание кормов 
    

• Дрожжи
• Условия, необходимые для размножения дрожжей
• Контроль за ростом и размножением дрожжей

15. Мясокостная мука

• Обработка муки и требования к качеству мясокостной муки
• Факторы риска при производстве мясной, мясокостной муки

16. Кормовые токсикозы
17. Способы обеззараживания сырья и комбикормов
18. Микробиологический анализ кормов 
    

• Основные микробиологические методы определения качества кормов
 

19. Список  литературы

     ВВЕДЕНИЕ

     Широкое распространение микроорганизмов  свидетельствует об их огромной роли в природе. При их участии происходит разложение различных органических веществ в почвах и водоемах, они обуславливают круговорот веществ и энергии в природе; от их деятельности зависит плодородие почв, формирование каменного угля, нефти, многих других полезных ископаемых. Микроорганизмы участвуют в выветривании горных пород и прочих природных процессах. При самом активном, широком участии микроорганизмов в природе, главным образом в почве и гидросфере, постоянно осуществляется два противоположных процесса: синтез из минеральных веществ сложных органических соединений и, наоборот, разложение органических веществ до минеральных. Единство этих противоположных процессов лежит в основе биологической роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе.

       Среди различных процессов превращения веществ в природе, в которых микроорганизмы принимают активное участие, важнейшее значение для осуществления жизни растений, животных и человека на Земле имеют круговорот азота, углерода, фосфора, серы, железа. Многие микроорганизмы используют в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Так, хлебопечение, изготовление кисломолочных продуктов, виноделие, получение витаминов, ферментов, пищевых и кормовых белков, органических кислот и многих веществ, применяемых в сельском хозяйстве, промышленности и медицине, основаны на деятельности разнообразных микроорганизмов.

       Особенно важно использование  микроорганизмов в растениеводстве  и животноводстве. От них зависит  обогащение почвы азотом, борьба  с вредителями сельскохозяйственных культур при помощи микробных препаратов, правильное приготовление и хранение кормов, создание кормового белка, антибиотиков и веществ микробного происхождения для кормления животных.  
 

     Микробиология кормов

     Корма, их состав во многом определяют состояние и продуктивность животных. По происхождению различают растительные, животные и минеральные корма. Из всех кормов наибольший удельный вес занимают растительные (грубые), к которым жвачные и другие виды животных приспособились в процессе эволюции. В зависимости от содержания влаги в заготовленных растительных кормах различают: сено (12-17%), сенаж (40- 50%), силос ( 70- 80%). 

     Эпифитная микрофлора

     Микроорганизмы, которые живут и размножаются на наземных частях растений ( листья, стебли и т.д.), называют эпифитными. Поверхность растений для эпифитов является средой обитания. Их количество зависит от фазы развития растения, влажности, температуры и других факторов. При увлажнении численность микроорганизмов возрастает. Чем старше растение , тем больше микробов. Среди них можно встретить представителей разных физиологических групп. 

     Таблица 1

     Количество  микроорганизмов  на поверхности листьев  растений ( по данным Е. И. Квасникова), тыс. на 1 г сухого вещества.

     Из  таблицы видно, что на поверхности листьев растений содержится большое количество аммонификаторов и меньше представителей других физиологических групп микроорганизмов. Эпифиты на растения попадают из почвы, семян, а также другими путями. Для эпифитов в отличие от других микробов характерно то, что они, находясь на поверхности растений, хорошо переносят действие фитонцидов, солнечных лучей и питаются веществами, выделяемыми растениями. Устойчивость эпифитов к фитоцитам гораздо выше, чем у почвенных микробов. Многие организмы усваивают даже летучие факторы растений.

     Взаимоотношения между микробами  и скошенными растениями. Растительная масса служит хорошей питательной средой для микроорганизмов. После скашивания растений исчезают преграды, которые препятствуют проникновению микробов в их ткани. Появляется деятельность находящихся в анабиотческом состоянии эпифитов, среди которых большое число гнилостных грибов, маслянокислых и др. При их развитии происходит потеря больших количеств питательных веществ и порча корма. Он приобретает гнилосный, затхлый запах, изменяет окраску. Растения легко разрываются, их консистенция становится мажущейся. Такой корм плохо поедается животными и представляет опасность для их здоровья.

     Для жизни бактерий требуется более  высокая влажность, чем для плесеней. Поэтому при относительно одинаковых условиях корма чаще подвергаются плесневению, чем каким-нибудь другим изменениям. Такие корма бывают нередко причиной отравлений. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     СИЛОС

     Силосование. Силос- один из древнейших видов корма. Его знали земледельцы Египта и Карфагена. Тогда этот метод использовался в основном для хранения зерна. Позднее, главным образом в северных странах, где мало тепла и видимых излучений, стали  силосовать зелёные растения (травы). Слово «силос» (silos) – испанское, что означает «яма». Со временем сохранение кормов путём силосования получило широкое распространение.

     Силосование- это сложный процесс превращения свежей растительной массы в заквашенный корм.

     Силосуемую  массу закладывают в траншеи, ямы, башни, уплотняют и изолируют  от воздуха. В таком состоянии  корм хорошо сохраняется благодаря  микробиологическим процессам, происходящим в нём. Силосование имеет ряд положительных сторон. Во-первых, силосовать сочную растительную массу можно в любую погоду. При этом потери составных частей корма, в том числе и витаминов, значительно ниже, чем, например, при заготовке сена. Правильно заквашенный корм хорошо поедается животными, и в результате повышается их продуктивность. Во-вторых, силосовать можно такие корма (ботва свеклы, картофеля, отходы крахмало- паточного производства), которые часто не используются в хозяйствах. Засилосованный корм можно хранить длительное время, иногда десятилетиями. В-третьих, правильно приготовленный силос имеет хорошие вкусовые качества, возбуждает аппетит и в сбалансированных рационах улучшает использование разных составных частей корма. Существует 2 способа силосования кормов: холодный и горячий.

     Холодный  способ силосования  проходит при сравнительно невысокой температуре (25-35 С). Такая температура достигается плотной укладкой силосуемой массы и хорошей изоляцией её от воздуха. В таких условиях развитие аммонификаторов не только сдерживается, но и подавляется. Уменьшается распад веществ и образование энергии. Для лучшего уплотнения силосуемую массу измельчают. В настоящее время имеется большое количество полимерных плёнок, с помощью которых можно предотвратить попадание в силосуемую массу почвы и других загрязнений, что улучшает качество корма. Холодный способ силосования получил в нашей повсеместное распространение.

       Горячий способ силосования применяется сравнительно редко: при квашении грубостебельных малоценных кормов. Чтобы температуру повысить до 50 С, корм укладывают рыхло и постепенно, что создаёт условия для более бурного развития микробиологических процессов. При такой технологии происходит потеря больших количеств питательных веществ. 

• Микробиологические  процессы, происходящие

     при силосовании

     Количественный  и качественный (видовой) состав сообщества микроорганизмов, участвующих в созревании силоса, также зависит от ботанического состава зеленой массы, содержания в ней растворимых углеводов и протеина, влажности исходной массы. Так, например, сырье богатое белками (клевер, люцерна, донник, эспарцет) в отличие от сырья, богатого углеводами (кукуруза, просо и др.), силосуется при длительном участии в процессах гнилостных бактерий и при замедленном нарастании численности молочнокислых бактерий.

     Однако, в любом случае после закладки растительной массы в хранилище  наблюдается массовое размножение микроорганизмов. Их общее количество уже через 2-9 суток может значительно превышать количество микроорганизмов, попадающих с растительной массой (таблица 2).

     При всех способах силосования в созревании силосов участвует сообщество микроорганизмов, состоящее из двух диаметрально противоположных групп по характеру воздействия на растительный материал: вредные (нежелательные) и полезные (желательные) группы . Характер их взаимоотношений варьирует не только от симбиотических до антагонистических, обуславливающих в конечном итоге успех или неудачу в исходе силосования,  но и от природы силосуемого материала,  воздушного и температурного режима . 

     Таблица 2

     Динамика  развития молочнокислых и гнилостных микроорганизмов при силосовании  кукурузы и клевера. 

     Таким образом, в процессе силосования происходит замена гнилостных микроорганизмов молочнокислыми, которые вследствие образования молочной и частично уксусной кислот снижают рН корма до 4,0-4,2 и тем самым создают неблагоприятные условия для развития гнилостных микроорганизмов (табл.2).

     Условия для существования (потребность  в кислороде, отношение к температуре, активной кислотности и т.д.) для различных групп микроорганизмов неодинаковые. С точки зрения потребности в кислороде различают условно три группы микроорганизмов:

• размножающиеся только при полном отсутствии кислорода(облигатные анаэробы);
• размножающиеся только при наличии кислорода (облигатные аэробы);
• размножающиеся как при наличии кислорода, так и без него (факультативные анаэробы).

     Большинство микроорганизмов, которые вызывают порочное брожение, не выдерживают рН ниже 4,0, поэтому желательно быстро достичь этого оптимального уровня кислотности.

     Чтобы ограничить деятельность вредных микроорганизмов  и стимулировать размножение полезных бактерий следует знать особенности отдельных групп микроорганизмов. В таблице 3 схематично представлены физиолого-биохимические особенности основных представителей микроорганизмов, участвующих в процессах силосования.

     Таблица 3

Условия существования микроорганизмов  в силосе

• Динамика  процесса силосования

     Силосование – динамичный процесс, в нём выделяют 3 фазы:

     Первая  фаза- развитие смешанной микрофлоры. После скашивания растений изменяется их физиологическое состояние. Нарушается целостность клеток, состояние тургора сменяется состоянием расслабления. В окружающую среду выделяется сок, а вместе с ним и легкорастворимые сахара. Пространство между растениями заполняется соком, но в некоторых местах остаётся воздух, создаются условия для развития разных физиологических групп. Но с уплотнением силосной массы условия меняются, прекращается доступ кислорода воздуха, более усиленно развиваются молочнокислые бактерии, накапливаются кислоты, тормозится развитие других физиологических групп микроорганизмов. Первая фаза сравнительно быстро проходит при холодном способе силосования и имеет затяжное течение при горячем способе.

     Вторая  фаза- основное брожение, в котором  преобладают молочнокислые бактерии. Они и дальше подкисляют корм, происходит гибель и задержка роста некоторых неспорообразующих микробов, сохраняются бациллы. Молочные кокки, которые сильно размножаются в начале фазы, заменяются молочными палочками. Ко времени массового развития молочнокислых палочек питательные вещества корм ( в основном сахара) бывают в значительной степени израсходованы, наступают неблагоприятные условия для развития микроорганизмов, поэтому их количество постепенно уменьшается.

     Третья  фаза характеризуется накоплением  большого количества молочной кислоты и постепенным отмиранием кокковых и палочковидных форм микробов. Этой фазой заканчиваются микробиологические процессы в силосуемой массе. 

• Влияние кислого силоса на обмен веществ  животных

     и качество молочных продуктов

     С силосом за сутки в организм животного вводится 0,7-0,9 кг органических кислот, которые оказывают существенное влияние на процессы пищеварения и обмен веществ. Скармливание перекисшего (кукурузного) силоса может привести к нарушению уровня сахара, щелочного резерва в крови, развитию кетозов. При этом кетонемия в организме высокопродуктивных коров развивается быстрее, чем у низкопродуктивных.

     Длительное  скармливание коровам по 25-30 кг в  сутки силоса спонтанного брожения отрицательно отражается на воспроизводительной способности коров, биологической полноценности молозива и молока, что ведет к снижению роста телят и их сопротивляемости к желудочно-кишечным заболеваниям.

     Если  силос перекислен, он оказывает отрицательное  влияние на вкусовые и технологические  качества молока при его переработке в масло и сыры, ухудшает качество сливочного масла.

     В настоящее время разработаны  способы анаэробного раскисления  перекисающих силосов из кукурузы с помощью заквасок на основе пропионовокислых бактерий и химических препаратов (углеаммонийные соли). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Гнилостные  бактерии (Bacillus, Pseudomonas)

     Представители рода бацилл (Bac.mesentericus, Вac.megatherium) сходны по своим физиолого-биохимическим особенностям с представителями клостридий, но в отличие от них способны развиваться в аэробных условиях. Поэтому они одними из первых включаются в процесс ферментации и чаще всего встречаются в количестве 10⁴-10⁶, но в некоторых случаях (нарушения технологии) – до 10⁸-10⁹. Эти микроорганизмы являются активными продуцентами разнообразных гидролитических ферментов. Они используют в качестве питательных веществ различные белки, углеводы (глюкозу, сахарозу, мальтозу и др.) и органические кислоты. Значительная часть белкового азота (до 40% и более) под действием бацилл может быть переведена в аминную и аммиачную форму, а часть аминокислот в моно- и диамины, особенно в условиях медленного подкисления массы. Декарбоксилирование имеет свой максимум в кислой среде, тогда как дезаминирование происходит в нейтральной и щелочной. При декарбоксилировании могут возникать амины. Некоторые из них обладают токсическими свойствами (индол, скатол, метилмеркаптан и др.) и при скармливании силоса эти вещества поступая в кровь, вызывают различные заболевания и отравления животных. Некоторые виды бацилл сбраживают глюкозу, образуя 2, 3-бутиленгликоль, уксусную кислоту, этиловый спирт, глицерин, углекислоту и в следовых количествах муравьиную и янтарную кислоты.

     Важным  свойством гнилостных бактерий, которое  имеет значение для протекающих  в кормовой массе процессов, является их способность к спорообразованию. В некоторых разложившихся силосах, особенно кукурузном, были обнаружены бактерии, относящиеся к видам Bacillus. Они, видимо, свойственны силосу, а не привнесены извне (с воздухом). Из многих силосов после их длительного хранения выделяются бациллы, хотя в исходной траве они почти не обнаруживаются. Исходя из этого, было высказано предположение, что некоторые гнилостные бактерии могут в анаэробных условиях развиваться из спор. Таким образом, исходя из вышесказанного основными особенностями для возбудителей гнилостного брожения являются следующие:

1. Они не могут существовать без кислорода, поэтому в герметичном хранилище гниение невозможно;
2. Гнилостные бактерии разлагают прежде всего белок (до аммиака и токсичных аминов), а также углеводы и молочную кислоту (до газообразных продуктов);
3. Гнилостные бактерии размножаются при рН выше 5,5. При медленном подкислении корма значительная часть белкового азота переходит в аминную и аммиачную формы;
4. Важным свойством гнилостных бактерий является их способность к спорообразованию. В случае длительного хранения и скармливания силоса, в котором дрожжи и маслянокислые бактерии разложат большую часть молочной кислоты или она будет нейтрализована продуктами разложения белка, гнилостные бактерии, развиваясь из спор, могут начать свою разрушительную деятельность.

     Главным условием ограничения существования  гнилостных бактерий является быстрое заполнение, хорошая трамбовка, надежная герметизация силосохранилища. Потери, вызываемые возбудителями гнилостного брожения, можно снизить при помощи химических консервантов и биопрепаратов. 

     Плесневые грибы и дрожжи

     Гнилостные  грибы и дрожжи

     Оба эти типа микроорганизмов относятся  к грибам и являются весьма нежелательными представителями микрофлоры силоса. Как следует из таблицы 3, они легко переносят кислую реакцию среды (рН 3,2 и ниже). Поскольку плесневые грибы (Penicillium, Aspergillus и др.) являются облигатными аэробами, то они начинают развиваться сразу после заполнения хранилища, но с исчезновением кислорода развитие их прекращается. В правильно заполненном силосохранилище с достаточной степенью уплотнения и герметизацией это происходит уже через несколько часов. Если в силосе есть очаги плесени, значит вытеснение воздуха было недостаточным или герметизация была неполной. Опасность плесневения особенно велика в силосе из подвяленного материала, т.к. такой корм, особенно его верхние слои очень трудно уплотнить. В наземных буртах надежная герметизация практически недостижима. Почти 40% силоса заплесневает; корм имеет разложившуюся, мажущуюся структуру и становится непригодным к скармливанию.

     Дрожжи (Hansenula, Pichia, Candida, Saccharomyces, Тorulopsis) развиваются непосредственно после заполнения хранилищ, т.к. они являются факультативными анаэробами и могут развиваться при незначительных количествах кислорода в силосе. Кроме того они обладают высокой ус тойчивостью к температурному фактору и низкому рН.

     Дрожжевые грибы прекращают свое развитие только при полном отсутствии кислорода в силосохранилище, но небольшие их количества обнаруживаются в поверхностных слоях силоса.

     В анаэробных условиях они используют простые сахара (глюкозу, фруктозу, маннозу, сахарозу, галактозу, рафинозу, мальтозу, декстрины) по гликолитическому пути и развиваются за счет окисления сахаров и органических кислот:

     С₆Н₁₂О₆ = 2С₂Н₅ОН+2СО₂+0,12 МДж

        сахар       спирт     углекислый газ

     Полное  использование последних приводит к тому, что кислая среда силоса сменяется щелочной, создаются благоприятные условия для развития маслянокислой и гнилостной микрофлоры.

     При спиртовом брожении наблюдаются  большие потери энергии. Если при  молочнокислом брожении теряется 3% энергии сахара, то при спиртовом – более половины. В аэробных условиях окисление углеводов дрожжами приводит к получению воды и СО₂. Некоторые дрожжи используют пентозы (Д-ксилозу, Д-рибозу), полисахариды (крахмал).                                            

       Негативное действие дрожжей в процессах вторичного брожения состоит в том, что они развиваются за счет окисления органических кислот, наступающего после законченного брожения при доступе воздуха. В результате окисления молочной и др. органических кислот кислая реакция среды сменяется на щелочную – до рН-10,0.

     В результате этого снижается  качество силоса из кукурузы, а также из «глубоко» провяленных трав, т.е. кормов с наилучшими показателями по продуктам брожения.  

     Таким образом, для плесневых грибов и  дрожжей свойственно:

1. Плесневые грибы и дрожжи относятся к нежелательным представителям аэробной микрофлоры;
2. Негативное действие плесневых грибов и дрожжей в том, что они вызывают окислительный распад углеводов, белков и органических кислот (в т.ч. молочной);
3. Легко переносят кислую реакцию среды (рН ниже 3,0 и даже 1,2);
4. Плесневые грибы выделяют опасные для здоровья животных и людей токсины;
5. Дрожжи, являясь возбудителями вторичных процессов брожения, приводят к аэробной нестабильности силосов.

     Ограничение доступа воздуха путем быстрой  закладки, трамбовки и герметизации, правильная выемка и скармливание – решающие факторы, ограничивающие развитие плесневых грибов и дрожжей. 

     Молочнокислые бактерии

     Среди разнообразной эпифитной микрофлоры растений содержится лишь сравнительно небольшое количество неспорообразующих  факультативных анаэробов, гомо, - гетероферментативных молочнокислых бактерий. Их численность при благоприятных условиях силосования быстро достигает 10⁴-10⁸, а иногда – 10⁹, а оптимальным количеством считают 10⁵-10⁷ клеток/г сырого материала.

     Основным  свойством молочнокислых бактерий, по которым их объединяют в отдельную обширную группу микроорганизмов, является способность образовывать в качестве продукта брожения молочную кислоту:

     С₆Н₁₂О₆ ═ 2С₃Н₆О₃.

                                                     глюкоза        молочная кислота

     Она создает в среде активную кислотность (рН 4,2 и ниже), неблагоприятно действующую на нежелательные микроорганизмы. Помимо этого, значение молочнокислых бактерий заключается в бактерицидном действии недиссоциированной молекулы молочной кислоты и способности их образовывать специфические антибиотические и др. биологически активные вещества.

     В процессе брожения, протекающем в  обычных благоприятных условиях, гомоферментативные молочнокислые бактерии (Streptococcus sp., Pediococcus sp., Lactobacterium plantarum и др.) образуют из глюкозы (гексозы) преимущественно молочную кислоту по гликолитическому пути Эмбдена-Мейергофа-Парнаса. Выход молочной кислоты составляет 95-97%. Одновременно образуются следовые количества летучих кислот, этилового спирта, фумаровой кислоты и углекислоты. Из субстрата извлекается значительно меньше энергии, чем при других (аэробных) процессах энергетического обмена. Тем не менее этот путь энергетических превращений при достаточном уровне углеводов обеспечивает быстрое развитие культур. Кроме глюкозы субстратом для гомофермантативного молочно кислого брожения могут служить другие гексозы (фруктоза, манноза, галактоза), пентозы (ксилоза, арабиноза), дисахариды (лактоза, мальтоза, сахароза) и полисахариды (декстрины). Негидролизованный крахмал не доступен для большинства молочнокислых бактерий. В растениях при сбраживании пентоз (сахаров с пять атомами углерода) молочнокислыми бактериями кроме молочной образуется и уксусная кислота: