Medycyna Wet. 2008, 64 (4A) 477
Praca oryginalna Original paper
Ze wzglêdu na wysok¹ zawartoæ wêglowodanów, nisk¹ zawartoæ bia³ka oraz nisk¹ pojemnoæ buforow¹ kukury-dza nale¿y do rolin, które ³atwo siê zakiszaj¹. Ten sposób konserwacji kukurydzy pozwala na uzyskanie paszy o wy-sokiej jakoci. Kiszonka z kukurydzy nale¿y zatem do naj-czêciej stosowanych pasz w ¿ywieniu byd³a mlecznego i opasowego.
Stworzenie optymalnych warunków dla rozwoju bakte-rii fermentacji mlekowej w kiszonkach jest gwarancj¹ uzys-kania paszy o dobrej jakoci pod wzglêdem chemicznym i mikrobiologicznym (19). Du¿e niebezpieczeñstwo dla zdrowia zwierz¹t mo¿e stanowiæ mikroflora bakteryjna i grzybowa znajduj¹ca siê w kiszonce. Produkty wtórnego metabolizmu tych drobnoustrojów czêsto bywaj¹ zwi¹zka-mi toksycznyzwi¹zka-mi (4). Bakterie z grupy coli oraz Clostridium zdolne do rozk³adu bia³ka mog¹ zwiêkszaæ w paszy kon-centracjê amin biogennych np. putrescyny (PUT), która mo¿e byæ przyczyn¹ ketonemi u zwierz¹t (21). Grzyby ple-niowe z rodzaju Aspergillus, Fusarium, Mucor, Penicillium, Alternaria produkuj¹c mikotoksyny mog¹ staæ siê spraw-cami alergii i mikotoksykoz u krêgowców (14). Do najbar-dziej toksycznych mikotoksyn mo¿na zaliczyæ aflatoksyny (kancerogenne, mutagenne), ochratoksynê, patulinê oraz
trichoteceny (18). Dro¿d¿e mog¹ przyczyniaæ siê do strat masy organicznej, pogorszenia cech organoleptycznych kiszonki oraz obni¿enia jej spo¿ycia przez zwierzêta. Zdolne s¹ do rozk³adu kwasów organicznych (w tym mlekowego), a tak¿e heksoz, pentoz, skrobi, manitolu i sorbitolu (14).
Wa¿nym aspektem konserwowania pasz jest stosowanie preparatów chemicznych mog¹cych hamowaæ i mikrobio-logicznych mog¹cych stymulowaæ rozwój mikroorganiz-mów (6, 7, 10, 18, 17). Preparaty te mog¹ tak¿e poprawiaæ stabilnoæ tlenow¹ kiszonek po ich poddaniu ekspozycji tlenowej.
Celem badañ by³a ocena wp³ywu preparatu chemiczne-go i inokulanta biologicznechemiczne-go na sk³ad chemiczny, jakoæ mikrobiologiczn¹ oraz stabilnoæ tlenow¹ kiszonek z ku-kurydzy.
Materia³ i metody
Kiszonki sporz¹dzono z kukurydzy (Zea mays L.) Celux typ S.C. (FAO 220). Zawartoæ suchej masy w zielonce wynosi³a 37%. Materia³ rolinny zakiszano w mikrosilosach o pojemnoci 4 dm3
wykonanych z polietylenu, zabezpieczonych gumowym korkiem z mo¿liwoci¹ odprowadzenia produktów gazowych. Iloæ prób wynosi³a ³¹cznie 9 (1 rolina × 3 kombinacje dowiadczalne ×
Sk³ad chemiczny i mikroflora kiszonki z kukurydzy
zakiszanej z dodatkiem bakteryjnym i chemicznym
MAREK SELWET*, KATARZYNA RACZKOWSKA-WERWINSKA**, ANDRZEJ POTKAÑSKI**, JAN GRAJEWSKI, MAGDALENA TWARÓ¯EK, BEATA MIKLASZEWSKA, VIOLETTA £UKOMSKA, AGNIESZKA GUBA£A**
Instytut Biologii i Ochrony rodowiska Wydzia³u Nauk Przyrodniczych UKW, ul. Chodkiewicza 30, 85-064 Bydgoszcz
*Katedra Mikrobiologii Rolnej Wydzia³u Rolniczego AR, ul. Szyd³owska 50, 60-656 Poznañ **Katedra ¯ywienia Zwierz¹t i Gospodarki Paszowej Wydzia³u Hodowli i Biologii Zwierz¹t AR,
ul. Wo³yñska 33, 60-637 Poznañ
Selwet M., Raczkowska-Werwinska K., Potkañski A., Grajewski J., Twaró¿ek M., Miklaszewska B., £ukomska V., Guba³a A.
Chemical composition and microflora of silage from maize ensilage with bacterial and chemical additives Summary
The aim of the study was the evaluation of the biological, chemical and microbiological composition of maize silage. Changes in the amount of the ochtratoxin A and zearalenone during maize fermentation process and subsequently after a week long oxygen exposure of the silage (stability evaluation) were evaluated. The experimental material comprised maize variety Celux S.C. (FAO 220), with a dry matter content of 37% which was ensiled after cutting in the following variants (3 microsilos each). The treatments were as follows: A control maize without additives; B maize + 0.25% chemical additives (55% HCOOH, 5% C2H5COOH, 24% NH4COOH, 1% ester of benzoic acid, 1% benzoic acid, E-151 dye), C maize + 0.2% bacterial additives (Lactobacillus plantarum CFU 106 g-1, endo-1.4-beta-glukanase, xylanase, gluco-amylase). After 12 weeks of
ensiling the quality of the silage, microbiological analysis, and pH value were determined. Moreover, the same analyses were carried out for the silage which underwent the 7-day oxygen exposure. The experimental preparations KemiSile 2000 and Lactacel L improved the air stability of silages, constraining the increase of the number of Clostridium, coli group and mould fungi. In most of the examined silages the mycotoxins were not detected; however, the presence of zearalenone was found in the control silage.
Medycyna Wet. 2008, 64 (4A) 478
3 powtórzenia). W dowiadczeniu przyjêto nastêpuj¹-ce kombinacje: A kontrolna (kukurydza bez dodat-ków); B kukurydza + 0,25% KemiSile 2000; C kukurydza + 0,2% Lactacel L. Czas zakiszania wyno-si³ 12 tygodni.
Preparat chemiczny zawiera w swoim sk³adzie: 55% kwasu mrówkowego, 5% kwasu propionowego, 24% mrówczanu amonu, 1% estru kwasu benzoesowego i 1% kwasu benzoesowego. Preparat bakteryjno-en-zymatyczny zawiera³ w 1 g Lactobacillus plantarum jtk 106 g1, endo-1,4-beta-glukanazê, ksylanazê i
glu-koamylazê.
W wie¿ym materiale rolinnym i kiszonkach ozna-czano sk³ad podstawowy zgodnie z metodami AOAC (1) oraz wybran¹ mikroflorê bakteryjn¹ (bakterie fer-mentacji mlekowej, Clostridium, bakterie z grupy coli) i grzybow¹ (dro¿d¿e i grzyby pleniowe). W czasie ekspozycji tlenowej (7 dni) próbki kiszonek o masie 500 g umieszczono w pojemnikach styropianowych z otworami umo¿liwiaj¹cymi cyrkulacjê powietrza.
Analiza chemiczna kiszonek dotyczy³a zawartoci suchej masy i bia³ka ogólnego (1), w³ókna surowego, ADF i NDF (20), kwasu mlekowego, octowego i mrów-kowego (Hewlett-Packard HP 1050) z detektorem UV z zastosowaniem kolumny Supelcogel C-610H (Supel-co) oraz kolumny szklanej o d³ugoci 2 m, rednicy 0,6 cm z wype³nieniem firmy Supelco typ GP 10% SP-120/1% H3PO4 na 80/100 Chromosorb WAW),
cuk-rów rozpuszczalnych w wodzie (14) oraz etanolu (22). W zielonce i kiszonkach oznaczono równie¿ poziom ochratoksyny A i zearalenonu metod¹ HPLC z detek-cj¹ fluorescencyjn¹. Próbki do ekstrakcji oczyszczano na kolumienkach powinowactwa immunologicznego, odpowiednio dla ochratoksyny A OchraPrep (R Biopharm RHÔNE LTD) oraz dla zearalenonu ZearalaTest (Vicam). W sk³ad systemu HPLC (Merck Hitachi) wchodzi³y m.in.: pompa L 7100, auto-sampler L 2750, detektor fluorescencyjny L 7480.
Analiza mikrobiologiczna polega³a na wykonaniu posiewu g³ê-binowego metod¹ p³ytkow¹. Drobnoustroje hodowano na pod³o-¿ach syntetycznych: bakterie fermentacji mlekowej ATP Agar Merck (3), Clostridium TSC Agar Merck (15), bakterie z grupy coli Chromocult Merck (13), grzyby pleniowe pod³o¿e agaro-we z ró¿em bengalskim (zgodne z PN-R-64791) oraz dro¿d¿e
agar na brzeczce (BTL spó³ka z. o.o. Zak³ad Enzymów i Pepto-nów w £odzi).
Dane uzyskane w trakcie dowiadczenia, dotycz¹ce liczebno-ci mikroorganizmów, zosta³y poddane weryfikacji statystycznej (tab. 2-3). Do obliczeñ zastosowano procedurê GLM z pakietu SAS, istotnoæ ró¿nic weryfikowano testem Duncana i t-Studenta. Tab. 1. Sk³ad chemiczny i ocena mikrobiologiczna
zielonki z kukurydzy
Objanienie: *WSC cukry rozpuszczalne w wodzie
y rt e m a r a P Zawatroæ g k g a s a m a h c u S 1 372,10 g k g e n l ó g o o k ³ a i B 1s.m. 181,43 g k g e n l ó g o o n k ó ³ W 1s.m. 182,48 g k g * C S W 1s.m. 106,15 j e w o k e l m ij c a t n e m r e f e ir e t k a B g k tj 1 izelonki 3,50× 01 6 m u i d ir t s o l C tjkg1 izelonki 5,75× 01 2 a p u r G coil tjkg1 izelonki 2,25× 01 4 g k tj e ¿ d ¿ o r D 1 izelonki 2,24× 01 4 g k tj e w o i n e l p y b y z r G 1 izelonki 3,10× 01 2 b p p A a n y s k o t a r h c O b p p n o n e l a r a e Z
Objanienie: a, b, c rednie oznaczone ró¿nymi literami ró¿ni¹ siê istotnie na poziomie p < 0,05
Objanienie: *WSC cukry rozpuszczalne w wodzie; a, b, c rednie ozna-czone ró¿nymi literami ró¿ni¹ siê istotnie na poziomie p < 0,05
Tab. 2. Sk³ad chemiczny i ocena mikrobiologiczna kiszonki z kukurydzy
y rt e m a r a P e j c a n i b m o K a l o rt n o K cPhreempaicrzanty bPakreteprayrjanot -y n z c y t a m y z n e -g k g a s a m a h c u S 1 353,80 342,00 320,90 g k g e n l ó g o o k ³ a i B 1s.m. 181,99 184,66 185,53 g k g e n l ó g o o n k ó ³ W 1s.m. 169,80 173,75 172,84 g k g * C S W 1s.m. 136,10 181,08 136,96 g k g F D A 1s.m. 192,65 192,37 206,60 g k g F D N 1s.m. 411,04 419,31 407,90 g k g y w o k e l m s a w K 1s.m. 182,31 142,11 169,20 g k g y w o t c o s a w K 1s.m. 117,77 111,25 116,21 g k g y w o k w ó r m s a w K 1s.m. 5,04 H N -N 3gkg1s.m. 0,85 1,37 1,03 g k g l o n a t E 1s.m. 7,27 7,33 8,01 H p 3,49 3,61 3,48 j e w o k e l m ij c a t n e m r e f e ir e t k a B g k tj 1kiszonki 2,84× 01 8 a 3,71× 01 8 b 4,00× 01 8 b m u i d ir t s o l C tjkg1kiszonki 6,21× 01 2 a 1,15× 01 2 b 3,15× 01 2 c a p u r G coil tjkg1kiszonki 6,22× 01 5 a 1,81× 01 5 b 5,10× 01 5 c g k tj e ¿ d ¿ o r D 1kiszonki 1,20× 01 5 a <1,0× 01 5 b 1,40× 01 5 c g k tj e w o i n e l p y b y z r G 1kiszonki 1,70× 01 2 a <1,0× 01 2 b 1,20× 01 2 c b p p A a n y s k o t a r h c O b p p n o n e l a r a e Z 135,33 2,33
Tab. 3. Sk³ad chemiczny i ocena mikrobiologiczna kiszonki z kukury-dzy po ekspozycji tlenowej
y rt e m a r a P e j c a n i b m o K a l o rt n o K cPhreempaicrzanty bPakreteprayrjanot -y n z c y t a m y z n e -H p 6,39 5,85 6,48 j e w o k e l m ij c a t n e m r e f e ir e t k a B g k tj 1kiszonki 2,00× 01 8 a 6,61× 01 8 b 3,80× 01 8 c m u i d ir t s o l C tjkg1kiszonki 2,10× 01 2 a <1,0× 01 2 b 1,70× 01 2 c a p u r G coil tjkg1kiszonki 3,01× 01 4 a <1,0× 01 4 b 1,70× 01 4 c g k tj e ¿ d ¿ o r D 1kiszonki 7,90× 01 8 a 7,00× 01 8 b 7,50× 01 8 a g k tj e w o i n e l p y b y z r G 1kiszonki 6,20× 01 8 a 3,80× 01 5 b 6,30× 01 5 c b p p A a n y s k o t a r h c O 0,1 0,063 b p p n o n e l a r a e Z
Medycyna Wet. 2008, 64 (4A) 479
Wyniki i omówienie
Badania s¹ kontynuacj¹ wczeniejszych dowiadczeñ dotycz¹cych jakoci higienicznej kiszonki z kukurydzy odmiany F-70 (6).
Zielonka z kukurydzy zawiera³a 372,1 g suchej masy w kg paszy, 81,43 g kg1 s.m. bia³ka ogólnego, 182,48 g kg1
s.m. w³ókna surowego, 106,15 g kg1 s.m. WSC.
Liczeb-noæ bakterii fermentacji mlekowej wynosi³a w przelicze-niu na 1 g kiszonki 3,5 106 jtk, Clostridium 5,75 102 jtk,
bakterii z grupy coli 2,25 104 jtk, dro¿d¿y 2,24 104 jtk,
grzy-bów pleniowych 3,1 102 jtk. Nie wykryto w zielonce
obec-noci ochratoksyny A i zearalenonu (tab. 1).
W kiszonce z kukurydzy zakiszanej przez okres 12 ty-godni (tab. 2), po zastosowaniu czynników ró¿nicuj¹cych odnotowano obni¿enie zawartoci suchej masy, fakt ten potwierdza w swoich badaniach Grajewski i wsp. (6). Naj-ni¿sz¹ koncentracjê suchej masy oznaczono w kombinacji z dodatkiem bakteryjnym. Obni¿eniu uleg³a koncentracja kwasu mlekowego. Wyniki te s¹ rozbie¿ne z wynikami, które uzyska³ Selwet (18, 17). Po zastosowaniu preparatu chemicznego zmala³a zawartoæ kwasu octowego (5, 9). Dodatek preparatów spowodowa³ wzrost zawartoci bia³-ka ogólnego oraz w³ókna surowego. W próbce z dodatkiem chemicznym silnie wzros³a koncentracja WSC (11). Klein-schmit i wsp. (8) stwierdzili brak wp³ywu inokulantów bak-teryjnych na podniesienie koncentracji WSC w kiszonkach. Próbki kiszonek z dodatkiem preparatu bakteryjno-enzy-matycznego zawiera³y wiêcej ADF i etanolu (8), co mog³o byæ spowodowane dodatkowym dzia³aniem enzymów wchodz¹cych w sk³ad tego preparatu. Podobne wyniki uzy-ska³ Dean i wsp. (2). We wszystkich kombinacjach war-toæ NDF w kiszonkach by³a na podobnym poziomie, a do-datek preparatów spowodowa³ nieznaczny wzrost koncen-tracji N-NH3. Najwy¿sz¹ wartoæ pH oznaczono w próbce z preparatem chemicznym.
W badanych kiszonkach preparaty chemiczny i bak-teryjno-enzymatyczny spowodowa³y wzrost liczebnoci bakterii fermentacji mlekowej, odmienne wyniki uzyska³ w swojej pracy Selwet (19). Obni¿eniu uleg³a liczebnoæ Clostridium. O wp³ywie konserwantów chemicznych na ob-ni¿enie liczebnoæ Clostridium czytamy w pracy Selweta (16). W badanych próbkach zmala³a liczebnoæ bakterii z grupy coli oraz dro¿d¿y i grzybów pleniowych. Najsil-niej na obni¿enie liczebnoci grzybów wp³ywa³ dodatek chemiczny zawieraj¹cy kwasy organiczne (6, 18). W bada-nych kiszonkach w kombinacji kontrolnej i z dodatkiem chemicznym wykryto obecnoæ zearalenonu, nie znalezio-no natomiast ochratoksyny A.
Po 7 dniach ekspozycji tlenowej kiszonki (tab. 3) naj-ni¿sze pH stwierdzono w próbce z dodatkiem chemicznym. W próbkach z dodatkami kiszonkarskim stwierdzono tak-¿e wiêksz¹ liczebnoæ bakterii fermentacji mlekowej, na-tomiast obni¿eniu uleg³a liczebnoæ Clostridium i bakterii z grupy coli. Liczebnoæ dro¿d¿y we wszystkich kombina-cjach kszta³towa³a siê na zbli¿onym poziomie. Najwiêkszy wzrost liczebnoci grzybów pleniowych odnotowano w kiszonkach z grupy kontrolnej. W próbce kontrolnej i z dodatkiem bakteryjno-enzymatycznym wykryto ochratok-synê A.
Zastosowane preparaty hamowa³y rozwój grzybów ple-niowych w czasie ekspozycji tlenowej. Nie stwierdzono ich inhibicyjnego dzia³ania w tych warunkach na rozwój dro¿d¿y, który stwierdzono wczeniej (6). Wyniki te
wska-zuj¹, ¿e efektywnoæ preparatów mo¿e zale¿eæ od szeregu takich czynników, jak gatunek i odmiana kukurydzy, prze-bieg wegetacji czy termin zbioru tej roliny.
Podsumowanie
Zastosowane preparaty chemiczny i bakteryjno-enzy-matyczny wp³ywa³y istotnie na jakoæ kiszonek oraz ich stabilnoæ tlenow¹ podczas ekspozycji tlenowej. Obni¿y³y one liczebnoæ bakterii z rodzaju Clostridium i bakterii z grupy coli oraz grzybów pleniowych. Bardziej skutecz-ny w ograniczaniu rozwoju mikroorganizmów by³ preparat chemiczny zawieraj¹cy w swoim sk³adzie kwasy organicz-ne i ich sole w porównaniu z preparatem bakteryjno-enzy-matycznym. Tylko w niektórych z badanych kiszonek zna-leziono niewielkie iloci mikotoksyn, zearalenonu w gru-pie kontrolnej, a po ekspozycji tlenowej ochratoksyny A w grupie kontrolnej i z dodatkiem bakteryjno-enzymatycz-nym. Mo¿liwoæ wyst¹pienia mikotoksyn w kiszonkach po-winna staæ siê przedmiotem dalszych badañ z uwzglêdnie-niem roli rodowiska, jak i sposobu sporz¹dzania kiszonek.
Pimiennictwo
1. Association of Official Analytical Chemists: Official Methods of Analysis AOAC, Washington, DC. 1990.
2. Dean D. B., Adesogan A. T., Krueger N., Littell R. C.: Effect of fibrolytic enzymes on the fermentation characteristics, aerobic stability, and digestibility of bermudagrass silage. J. Dairy Sci. 2005, 88, 994-1003.
3. Deibel R. H., Evans J. B., Niven C. F.: Microbiological assay for the thiamin using Lactobacillus viridescsens. J. Bacteriol. 1957, 74, 818-821.
4. Driehuis F., Oude Elfering S. J.: The impact of quality of silage on animal health and food safety: a reviev. Vet Q. 2000, 22, 212-216.
5. Filya I., Sucu E., Karabulut A.: The effect of Lactobacillus buchneri on the fermenta-tion, aerobic stability and ruminal degradability of maize silage. J. Appl. Microbiol. 2006, 101, 1216-1223.
6. Grajewski J., Potkañski A., Raczkowska-Werwinska K., Twaró¿ek M., Miklaszewska B., Grabowska M., Guba³a A., Selwet M.: Jakoæ higieniczna kiszonki z kukurydzy zaki-szanej z dodatkiem biologicznym lub chemicznym. Medycyna Wet. 2007, 63, 205-208. 7. Kleinschmit D. H., Kung L. Jr.: A meta-analysis of the effects of Lactobacillus buchneri on the fermentation and aerobic stability of corn and grass and small-grain silages. J. Dairy Sci. 2006a, 89, 4005-4013.
8. Kleinschmit D. H., Kung L. Jr.: The effects of Lactobacillus buchnerii 40788 and Pediococcus pentosaceus R 1094 on the fermentation of corn silage. J. Dairy Sci. 2006b, 89, 3999-4004.
9. Kleinschmit D. H., Schmidt R. J., Kung L. Jr.: The effects of various antifungal addi-tives on the fermentation and aerobic stability of corn silage. J. Dairy Sci. 2005, 88, 2130-2139.
10. Kostulak-Zieliñska M., Potkañski A., Przybylski M., Selwet M., Perkowski J.: Wartoæ higieniczna kukurydzy zakiszanej z dodatkiem konserwantu chemicznego. Medycyna Wet. 2002, 58, 792-795.
11. Kung L. Jr., Myers C. L., Neylon J. M., Taylor C. C., Lazartic J., Mills J. A., Whiter A. G.: The effects of buffered propionic acid-based additives alone or combi-ned with microbial inoculation on the fermentation of high moisture corn and whole-crop barley. J. Dairy Sci. 2004, 87, 1310-1316.
12. Magnuson J., Strõm K., Roos S., Sjõgren J., Schnurer J.: Broad and complex anti-fungal activity among enviromental isolates of lactic acid bacteria. FEMS Microbiol. Letters 2003, 219, 129-135.
13. McDonald P., Henderson A. R.: Determination of water-soluble carbohydrates in grass. J. Sci. Food Agric. 1964, 15, 395-398.
14. Manafi M., Kneifel W.: A combined chromogenic-fluorogenic medium for simultane-ous detection of total coli form and E. coli in the water. Zntbl. Hyg. 1989, 189, 225-234. 15. Orthy D. S.: Comparison of sulfite-polymyxin-sulfadiazine medium and tryptose--sulfite-cycloserine medium without eggyolk for recovering Clostridium perfringens. Appl. Envir. Microbiol. 1977, 33, 986-988.
16. Selwet M.: Dynamika rozwoju bakterii z rodzaju Clostridium w kiszonkach z miesza-nek traw i motylkowatych traktowanych kwasem mrówkowym. Acta Agraria Silv. 2004, XLII, 419-428.
17. Selwet M.: Effect of organic acids and bacterial-enzymatic preparations on the number of fungal populations and silage aerobic stability. Bull. Vet. Inst. Pulawy. 2006, 50, 215-220.
18. Selwet M.: Wp³yw konserwantów z udzia³em kwasu mrówkowego na rozwój dro¿d¿y i grzybów pleniowych w kiszonkach. Medycyna Wet. 2005, 61, 349-352. 19. Selwet M.: Wp³yw kwasu mrówkowego na stan mikrobiologiczny kiszonek.
Medycy-na Wet. 2004, 60, 763-765.
20. Soest Van P. J., Robertson J. B., Lewis B. A.: Methods of dietary fiber, neutral deter-gent fiber and non-starch polysacharides in relation to animal nutrition. J. Dairy Sci. 1991, 74, 3583-3593.
21. Steidlova ., Kalaè P.: Levels of biogenic amines in maize silages. Anim. Feed Sci. Technol. 2002, 102, 197-205.
22. Szebiotko K., S³omiñska L., W¹sowicz E.: Oznaczanie lotnych kwasów t³uszczowych w kiszonce metod¹ chromatografii gazowej. Przem. Ferment. 1973, 9, 23-25.
Adres autora: prof. dr hab. Andrzej Potkañski, ul. Wo³yñska 33, 60-637 Poznañ