MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BRNO 2011 JAROSLAV TINKA

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav výživy zvířat a pícninářství Stabilizace krmných surovin a krmiv organickými kyselinami Bakalářská práce Vedoucí práce: Prof. MVDr. Ing. Petr Doležal, CSc. Vypracoval: Jaroslav Tinka Brno 2011

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Stabilizace krmných surovin a krmiv organickými kyselinami vypracoval samostatně a použil jsem jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MENDELU v Brně. dne: 23. listopadu 2011 podpis: Jaroslav Tinka

4 OBSAH 1 ÚVOD KRMIVA Rozdělení krmiv: HYGIENICKÁ JAKOST KRMIV Zdravotní problémy spojené s nedostatečnou hygienou krmiv Technologie skladování siláží Silážování do vaku Principy konzervace surovin NEŽÁDOUCÍ MIKROORGANISMY PŮSOBÍCÍ V KRMIVECH Plísně Aflatoxiny Patulin Ochratoxin Trichoteceny Deoxinivalenon T2 toxin Zearelenon (F2 toxin) Enterobakterie Klostridie...20

5 5.12 Bakterie hnilobné PRINCIPY CHEMICKÉ KONZERVACE SUROVIN Ekonomické zhodnocení konzervace krmiv Chemická konzervace surovin v závislosti na její vlhkosti Konzervování vlhkých zrnin PATENTOVANÁ TECHNOLOGIE SOFTACID Srovnání přípravků KRÁTKODOBÁ STABILIZACE KRMNÝCH SUROVIN PIVOVARSKÉHO A MLÉKÁRENSKÉHO PRŮMYSLU Charakteristika tekutých pivovarských kvasnic Stabilizace tekuté syrovátky Pivovarské mláto ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY PŘÍLOHOVÁ ČÁST...46 Složení konzervačních přípravků technologie SoftAcid...46 Výrobky chráněné patentovanou technologii SOFTACID...46 PROTOKOLY O ZKOUŠCE...49

6 Abstrakt Tato bakalářská práce pojednává o působení organických kyselin nové technologie používaných v procesech konzervace a stabilizace krmných surovin.tato technologie je zde podrobně popsána a doplněna grafy působení. První část je zaměřena na obecné důvody, proč se procesy konzervace a stabilizace v zemědělství provádějí, včetně popisu základních pojmů a jejich pricipů fungování. Je zde také základní rozdělení krmiv a zásady dodržení jejich dobré hygieny. Důležitým pojmem jsou zde i zmiňované nežádoucí mikroorganismy působící v takto upravovaných krmivech, které ohrožují zdraví zvířat a lidí. Druhá část práce je věnována krátkodobé stabilizaci mláta, tekutých kvasnic,syrovátky a dalších surovin, které jsem z dobrými výsledky prováděl v praxi.všechny tyto úkony byli prováděny chemickými přípravky směsí organických kyselin vyrobené patentovanou technologií SoftAcid a její srovnání s jinými přípravky. Klíčová slova: Konzervace, stabilizace,organické kyseliny,krmivo,siláž,softacid Abstract This thesis deals with the effects of organic acids on new technologies used in the process of conservation and stabilization of feedstuffs.the technology is detailed described and complemented by charts of action. The first part focuses on the general reasons why the preservation and stabilization processes in agriculture are undertaken, including a description of the basic terms and functioning principles. There is also a basic division of feedstuffs and principles of good hygiene. An important term is also unwanted microorganisms acting in treated feed, which threaten animal and human health. The second part is dedicated to short-term stabilizations of Brewer's spent grain, liquid yeast, whey and other feedstuffs which were carried out with good results in practice. There were used chemical preservatives, which were mixures of organic acids produced by SftAcid patented technology. There is comparison of usage SoftAcid products and other ones. Key words: conservation, stabilization, organic acids, feed, silage, SoftAcid

7 Poděkování Děkuji Prof. MVDr. Ing. Petru Doležalovi, CSc. za odborné vedení při zpracovávání této bakalářské práce. Zároveň děkuji společnosti Brenntag za poskytnuté materiály k vypracování bakalářské práce.

8 1 ÚVOD Konzervace krmiv je u nás velmi diskutované téma s mnoha názory. Jsou však určitá pravidla a pokyny, kterými se tento proces ji několik let řídí. Problematika konzervace krmných surovin je velice důležitá pro zemědělské podniky, zabývající se chovem hospodářských zvířat, ale v dnešní době je spjat i s bioplynovou technologií. Důvodem k uchovávání krmných surovin je získání kvalitního, hygienicky nezávadného krmiva s vysokou výživnou hodnotou. Těchto výsledků však v mnohých případech není vždy dosaženo, protože jsou ovlivněny několika faktory. Dnešní praxe mi potvrdila, že jeden z nejdůležitějších je lidský faktor, jelikož vše se děje na základě faktoru lidského rozhodování. Dalšími faktory jsou např. druhy uchovávaných surovin, technologie jejich uskladnění, správný výběr účinného konzervačního přípravku a v neposlední řadě je to počasí, které nám ovlivňuje stav suroviny během celého procesu. Vysoké nároky kladené na výsledný produkt, vychází z kvalitní výživy produkčních hospodářských zvířat a jejím dopadem na zdravotní stav.musíme si uvědomit, že i v lidské výživě se mohou negativně projevovat chyby, které nastaly během těchto procesů. Důkazem toho jsou nálezy patogenních popř. toxických látek v potravinách živočišného původu(maso, mléko), které pocházely s nekvalitně uchovávaného krmiva. Z tohoto důvodu bychom měli správným dodržováním technologických a hygienických postupů chránit nejen zdraví zvířat ale i konzumentů. 8

9 2 KRMIVA Krmiva jsou látky, rostlinného, živočišného nebo minerálního původu, tyto látky mohou být průmyslově zpracovány nebo vyráběny ve směsích s vitamino-minerálním doplňkem, které jsou vyhovující a vhodné pro výživu zvířat. Krmivo je látka, která je schopna pokrýt denní potřebu živin a to jak produkční nebo záchovnou. Organismu dodávají energii a sílu, která je potřebná k tvorbě živočišných produktů. Krmivo, musí být hygienicky nezávadné, nesmí obsahovat nežádoucí nebo patogenní mikroorganismy a nesmí obsahovat látky, které se v organismu nebo produktech dokáží kumulovat. Nežádoucí látky jsou látky, které mají negativní dopad na zdraví zvířat a hygienickou nezávadnost potravin a surovin živočišného původu. 2.1 Rozdělení krmiv: krmiva rostlinná: (obiloviny, okopaniny, sláma, zelená píce a siláže) krmiva minerální: (krmná sůl, vitamino-minerální směsi, vápenec) krmiva živočišná: (mléko,mlezivo, syrovátka, rybí moučka, masokostní moučka, drůběží moučka, krev) Rozdělení dle způsobu výroby: statková: krmiva, která jsou vyrobena přímo na farmách siláže, senáže, šroty průmyslová: jsou to krmiva, produkované potravinářským průmyslem při zpracování z rostlinných či živočišných produktů, krmné směsi Rozdělení podle množství živin: Objemná krmiva - zde hodnotíme obsah sušiny suchá objemná krmiva seno, sláma šťavnatá objemná krmiva zelená píce, siláže a pastevní porost vodnatá krmiva lihovarské výpalky, brukvovité pícniny Jadrná krmiva tato krmiva jsou označovaná jako produkční a patří k nim: zrniny luštěniny sušená krmiva (živočišná či rostlinná a krmné zbytky potravinářského průmyslu) 9

10 Charakteristika jadrných krmiv: NEL netto energie nad 6,5 MJ v 1kg sušiny stravitelné látky 200 g a více vláknina pod 18 % minerální látky acidogenní povahy (P, S,Cl) 2.2 Rozdělení podle obsahu živin: bílkovinná: vyznačují se větším obsahem dusíkatých látek, na úkor nižší koncentrace energie polobílkovinná: jsou to krmiva, keré mají poměr dusíkatých látek a energie vyrovnaný. Mohou se krmit samostatně. Sacharidová: tato krmiva obsahují vyšší obsah cukrů nebo škrobu (melasa, okopaniny, kukuřice CCM, obiloviny). Tato krmiva neobsahují mnoho dusíkatých látek. Patří zde také krmná sláma, která je pro zvířata velmi chutná a bohatá na vlákninu (Zeman a kol., 2006). 10

11 3. HYGIENICKÁ JAKOST KRMIV Ke krmení hospodářských zvířat jsou způsobilá pouze taková krmiva, která nejsou smyslově zkažená, viditelně plesnivá, shnilá nebo nažluklá. Také zde nemohou být použity krmiva, které jsou silně kontaminovaná cizorodými látkami například semeny plevelů, zbytky hlíny. Také by se nemělo používat ke krmení čerstvého sena nebo silážní hmoty, ve které ještě neproběhl zrací a fermentační proces. Doba zrání těch to krmiv je závislá na povaze krmiva složení sušiny a způsobu konzervace. Pokud chceme zabránit dietetickým poruchám u zvířat, optimální doba krmení je 7 8 týdnů po chemickém ošetřením siláže. Dále jsou hygienicky nezpůsobilá krmiva, která obsahují zbytky herbicidů, insekticidů a jiných ochranných látek používaných k hubení škůdců a plevelů. Hranice obsahu těchto látek určuje příslušná vyhláška. K znehodnocení krmiva může dojít i před sklizní, kde mohou být rostliny napadeny polními plísněmi rodu Fusarium, Cladosporium. Dalším problémem může být napadení snětí kukuřičnou nebo obilní (Doležal a kol., 2009). 3.1Zdravotní problémy spojené s nedostatečnou hygienou krmiv špatná stravitelnost organických živin výskyt stresového faktoru, který dokáže snížit využitelnost živin a tvorbu mikrobiálního a bachorového proteinu. U mléka dochází k snížení obsahu mléčných složek tuku a bílkovin nežádoucí projev na obsah somatických buněk defaunace bachorového obsahu kolísající hodnota ph tekutiny, acidózy, ketózy, vyvolání průjmových onemocnění zvýšení zatížení metabolismu jater. 11

12 3.2 Hodnocení jakosti krmiva Při posuzování hygienické jakosti, věnujeme pozornost výskytu nežádoucích bakterií, kvasinek, mikroskopických hub a jejich toxinů, které způsobují vážné zdravotní problémy u hospodářských zvířat. Taktéž produkty metabolismu dusíkatých látek nám mohou přinést obsah nežádoucích látek, jako jsou: polycyklické aromatické uhlovodíky aromatické aminy a hydraziny. Také obsah těžkých kovů - olova, rtuti a kadmia, které se do krmiva mohou dostat s ochranných nátěrů sil, také obsah dusičnanů bereme za hygienicky mepřípustný. Určitá rizika při posuzování hygieny objemných krmiv souvisí s aktivitou mikroorganisnů v píci před vlastní konzervací. Taktéž technologické procesy, které se uplatují při konzervaci skladování a v neposlední řadě odběrem při vlastním krmení. Při všech těchto procesech může docházet k dietetickému narušení nebo znehodnocení krmiv. Toto může být způsobeno několika faktory biologickými chemickými fyzikálními. Toto je ožehavé téma hlavně v chovech s vysokou užitkovostí, kde jsou tyto problémy spojeny se zařazováním nekvalitních krmiv do krmných dávek a vedou tak k celkovému znehodnocení krmné dávky, ekonomickým ztrátám a poklesem užitkovosti s následným léčením zvířat (Zeman a kol., 2006). 4. Technologie skladování siláží Jednou z nejčastějších skladovacích metod, je klasický silážní žlab, do kterého se silážovaná hmota dusá a zakryje plachtou. Tyto žlaby mohou být průjezdné či neprůjezdné s dostatečným zajištěním sběru silážních štáv. Velký důraz se klade na dokonalé utužení hmoty při rychlém naplnění žlabu. Dalším důležitým parametrem je správné zakrytí a to až 3 vrstvami folií. První vrstva je transparentní fólie, která eliminuje přístup vzduchu. Pak se zakrývá klasickou pevnou plachtou a jako doplněk je krycí plachta s ochrannou sítí, která zajišťuje odtok srážkové vody mimo prostor skladovacího žlabu. Zatížení těchto plachet může být různé (pneumatiky, panely). S 12

13 rozvojem nových technologií, přichází metoda silážování píce do obalovaných balíků. Tato metoda má několik výhod: není potřeba silážního sila, je nutné mít pouze k dispozici rovnou, zpevněnou plochu balíkované siláže se lépe zobchodovávají z důvodu snadné přepravy možnost sklizně a konzervace píce i z menších ploch lisované siláže jsou méně kyselé při sklizni a okamžitém ovinutí balíků je dobrá záruka žádoucích fermentačních procesů nedochází k velkým fermentačním ztrátám rychlý uzávěr balíku vytvoří vhodné podmínky pro fermentační proces možnost přerušení práce (Wilhelm a Wurm, 1999). nevýhody této metody: riziko poškození fólie nákladovost-vysoká spotřeba (130kg/10ha) fólie (Wilhelm a Wurm, 1999). Dále se silážní hmoty mohou uchovávat v silážních věžích, které jsou postaveny z různých materiálů a různém objemu. Věže se plní horním otvorem. 4.1 Silážování do vaku Tato metoda nám zajišťuje vysokou kvalitu siláží. Principem této metody je rychlé plnění vaku silážní hmotou za stálého lisovacího tlaku. Přináší nám rychlý průběh fermentace a nižší ztráty. Vliv vzduchu je velmi omezený. Ve srovnání s tradiční technologií uskladnění do žlabu jsou takto konzervovaná krmiva lepší kvality. Systém nám dovoluje aplikaci konzervačních přípravku a jejich lepší působení vlivem rychle vytvořeného anaerobního prostředí. Vaky se používají o průměru 2,4-2,7, popř. 3 metry a délky činí popř. až 75 metrů (Hrabě, F. a kol., 2004). Aby byla výroba siláže zisková musíme dodržet základní technologické zásady: Rychlé zpracování a utěsnění hmoty Správné nastavení délky řezanky Správné hnojení půdy 13

14 Výška rostlin a hustota řádků Optimální zralost při sklizni časné setí a správná selekce hybridů (Velechovská, 2011) 4.2 Principy konzervace surovin Principem konzervace je zachování nutriční a dietetické hodnoty suroviny používané ke krmení hospodářských zvířat, které za normálních podmínek podléhají nežádoucím změnám.tyto změny způsobují různé faktory, jako je teplota, rozsah působení mikroorganismů a výskyt metabolitů (mykotoxinů). Konzervovaná krmiva představují základní složku krmných dávek skotu. Proto je potřeba, aby konzervovaná krmiva měla vysokou kvalitu a odpovídala hygienickým požadavkům. Musí splňovat také dobré dietetické ukazatele, včetně dobré stravitelnosti. Důležitým parametrem u konzervovaných krmiv je také chutnost. K hlavním cílům konzervace krmiv tedy patří nejen prodloužení uchovatelnosti se snížením nežádoucí mikroflóry, ale uchování i vysoké výživné hodnoty, zejména N- látek a škrobu. Zamezit aerobnímu znehodnocení siláží, které následně vede ke strátě důležitých vitamínů a živin. Dále pak co nejdříve snížit hodnotu ph a tím zamezit rozvoj nežádoucích mikroorganismů a snížení ztráty sušiny. Konzervaci krmiv s ohledem na délku skladování lze rozdělit na dlouhodobé nebo krátkodobé. Krátkodobá konzervace se provádí u surovin, které se s provozně technických důvodů neuchovávají delší dobu. Patří sem například tekuté kvasnice, pivovarské mláto, které se krmí ihned a kapacita suroviny je omezená. Metoda silážování je založená na rychlém okyselení dobře udusané a správně nařezané hmoty. U tohoto způsobu se uplatňují biochemické a enzymatické procesy dané biomasy. Snahou je vytvoření nízké hodnoty ph za současného vzniku organických kyselin, zejména kyseliny mléčné, která vzniká fermentací nízkomolekulárních sacharidů. Siláže můžeme rozdělit dle obsahu živin na sacharidové, bílkovinné nebo polobílkovinné. Dlouhodobé siláže se vyrábí s víceletých pícnin, kukuřice trav a obilovin. Také krmné zbytky z potravinářského průmyslu (pivovarské mláto, cukrovarské řízky) můžeme krátkodobě konzervovat (resp. prodloužit dobu uchování pro krmné účely). 14

15 Siláže podle obsahu sušiny se dělí na: siláže ze zavadlé píce, kde je obsah sušiny % siláže s částečně zavadlé píce s obsahem sušiny % siláže s čerstvé hmoty s obsahem sušiny %. Některé pícniny se silážují až po zavadnutí, které by mělo trvat maximálně 36 hodin, aby se snížily celkové ztráty energie a živin (Rücker a Knabe, 1977; Rees, 1982; Honig a Pahlow, 1986). Tímto procesem se zvyšuje nejen obsah sušiny, ale také osmotický tlak, který brání růstu nežádoucí mikroflóry (Pahlow, 1991; Pahlow a Dinter, 1988). Tab. 1:Doporučený obsah sušiny pro konzervaci některých krmiv: Optimální obsah sušiny Rozmezí obsahu sušiny Jetelotrávy 38 % % LKS Kukuřice 55 % % Cukrovarské řízky 22 % % Silážováné zrno obilovin 65 % % Trávy luční 35 % % Silážní kukuřice % % Vyšší obsah sušiny nám zlepšuje silážovatelnost zvláště u některých pícnin, které se jinak obtížně silážují (Jakobe a kol., 1987; Weissbach, 1993). Dále nám omezuje aktivitu metabolických procesů nežádoucích mikroorganismů během fermentačních procesů, které by odbourávaly živiny. Pravidla, které vedou k dosažení dobré kvality siláží: optimální vegetační stadium sklízené píce pro silážování optimální délka řezanky optimální obsah sušiny dodržování technologických postupů a zásad vhodné silážní sklady aplikace učinných konzervačních přípravků (Zeman a kol. 2006). 15

16 5. NEŽÁDOUCÍ MIKROORGANISMY PŮSOBÍCÍ V KRMIVECH 5.1 Plísně Jsou to mikroorganismy, které mají řadu nežádoucích účinků. Krmiva viditelně napadená plísněmi jsou již výrazně kontaminovaná a neměla by se zvířatům zkrmovat. Velmi citlivé na jejich účinky jsou kategorie březích a velmi mladých zvířat, kterým mohou způsobit velké zdravotní potíže (Dormer a kol., 1984). V objemných krmivech se aktivita plísní projeví, pokud je pokosená píce po několik dnů stále vystavena vlhkému počasí, resp. vyžadují určitou hranici vodní aktivity (Lacey a kol., 1983). U řady druhů plísní je problém spojen s produkcí mykotoxinů. Problémy spojené s výskytem těchto mikroorganismů jsou stejné jakou předešlých, čili destabilizace a degradace siláže (Gedek a kol., 1981). Hraniční hodnota výskytu plísní je cfu/g siláže. Plísně jako aerobní mikroorganismy se mohou vyskytovat ve větším rozsahu podobně jako hnilobné bakterie, tedy zpravidla v povrchových vrstvách a v nedokonale zakrytých siláží. Faktem je, že plísně, které jsou do hmoty zaneseny přímo z pole, již nemůžeme redukovat, nýbrž jen zabraňovat jejich množení, čili stabilizovat jejich stav a zabraňovat produkci mykotoxinu (Lepom a kol., 1990). Tyto mikroorganismy jsou velice rezistentní a dokáží přežít i při velmi nízkých hodnotách ph (2 3; 6 7) a také vysoké teplotě (55 60 C). Nejčastěji se u krmiv rostlinného původu objevují tyto mykotoxiny: aflatoxiny, fumonisiny, ochratoxin A, patulin, roquefortin C., zearalenon a mykotoxiny skupiny trichotecenů. Rozhodujícím faktorem pro toxický účinek mykotoxinů je podle Kummera a kol. (2001) dávka a délka působení, dále také věk, pohlaví, kategorie zvířat, celkový zdravotní a výživný stav. 5.2 Aflatoxiny Aflatoxiny se vyznačují vysokým toxickým účinkem na orgány hospodářských zvířat zejména játra ledviny vnímané k těmto toxinům jsou všechny druhy hospodářských zvířat zvláště citlivá jsou pak mláďata, březí samice a drůbež (Dormer a kol., 1984). Příznaky působení aflatoxinu: 16

17 gastroenteritidy krvácení z tělních otvorů podkožní krvácení nechutenství, apatie a úhyn. Na játrech uhynulých zvířat jsou viditelné známky nekrotických změn a jsou zvětšena. 5.3 Patulin Tento toxin, který je taktéž přítomný v silážích je produktován rody: Aspergillus a penicillium. Nejčastějí projevy intoxikace jsou u drůbeže, kde toxin způsobuje poškození centrální nervové soustavy (Kummer a kol., 2001). Dále napadá dýchací ústrojí, ledviny a žaludek. 5.4 Ochratoxin Tyto mykotoxiny jsou nejčastěji obsaženy v obilninách, ječmen, žito, oves, pšenice. Je produkován druhy Aspegillus ochraceus, Penicillium virdicatum a Penicillium verrumcosum. Mají karcinogenní a teratogenní a imunosupresivní účinky (Kummer a kol., 2001). U prasat, která jsou zvláště vnímavá na tento toxin, vyvolává neuropatii, postihuje CNS, ledviny (nefropatie) a játra (Láníková, 1996). Přežvýkavci jsou k těmto toxinům rezistentní, jelikož v bachoru dochází k její detoxikaci (Patterson, 1983). 5.5 Trichoteceny Je to největší skupina mykotoxinů, které produkují houby rodu Fusarium (F. poace, F. sporotrichoides, F. tricinctum). Nejdůležitější toxické látky produkované těmito organismy jsou deoxinivanelon, nivalenon a toxin T 2. Nebezpečné jsou pro všechny druhy zvířat (Osweiler a kol., 2000). 17

18 5.6 Deoxinivalenon V praxi se nejčastěji setkáváme s tímto problémem u prasat. Intoxikovaná zvířata trpí nechutenstvím, průjmy a zvracením. Vyvolávají kanibalismus a u březích samic dochází k abortům (Kummer a kol., 2001). 5.7 T 2 toxin Vyznačuje se svou vysokou toxicitou, vyvolává poruchy reprodukce uprasat, snižuje imunitu telat a hemoragie (Osweiler a kol., 2000). 5.8 Zearelenon (F 2 toxin) Jeho producentem jsou druhy rodu Fusarium (F. graminearum, F. moniliforme, F. poae) často obsažené v rostlinných krmivech. Způsobují problémy a poruchy reprodukce (estrogenní odezva, vaginální a rektální výhřezy, vulvovaginitidy, pseudogravidity aj. (Kallela a Ettola, 1984). Zbůsobuje poruchy reprodukce v chvech prože dokáže blokovat funkce některých hormonů. Závažným problémem je jeho schopnost přecházet do mléka. Má také karcinogenní a teratogenní účinky (Kalač a Míka, 1997). Rozdělení plísní: Skladové plísně- rod Mucor, Penicillium, Aspergillus vysoká kontaminace spor Polní písně- rod Fusarium, Alternaria, Penicillium vysoká produkce mikotoxinů onemocnění způsobované těmito mikroorganismy mykózy, mykotoxikózy -negativní působení alergie 18

19 Tab. 2: Bachorová degradace mykotoxinů v bachoru skotu (Devegowda, 1998) Mykotoxin Bachorová degradace (%) Deriváty mykotoxinů Aflatoxin 0-30 Aflatoxicol DON 0-50 DOM 1 T-2 toxin 0-70 Acetyl -T -2. Acetyl HT-2 Zearalenon 0-40 (beta) - zearalenon Fumonisin 0-35 neznámé Ochratoxin A Dehydroxyioscoumarin 5.9 Listerie tyto mikroorganismy způsobují zdravotní komplikace nejen u zvířat, ale i u lidí, neboť listerióza patří mezi zoonózy. Mohou se přenášet organismem do mléka a mléčných výrobků. Zdrojem jsou nekvalitní siláže. Preventivní opatření je dokonale anaerobní prostředí hodnota ph pod 4,5 a dobrá hygiena výroby silážní hmoty.(jakobe a kol., 1987) 5.10 Enterobakterie Je to skupina mikroorganismů, které jsou v přírodě velmi rozšířené. V silážované hmotě fermentují hlavně sacharidy na kyselinu octovou, alkohol a plyny.tento jejich proces vede k velkým ztrátám. Nízké ph v silážích je pro ně nevyhovující a rychle v silážované hmotě zanikají. Proto v silážované hmotě převažují pouze v první respirační fázi. Stejně tak i anaerobní prostředí potlačuje jejich životaschopnost. Podobně i ph 4,5 a nížší je inhibuje. Optimální teplota pro koliformní zárodky je C. Dokážou způsobit ztrátu 4,8 % obsahu sušiny a 17 % obsahu energie (Mc Donald a kol.,1991). V silážní hmotě bývají nejvíce zastoupeny druhy Aerobacter a Escherichia. Konkurují bakteriím žádoucího mléčného kvašení. Produkují toxické biogenní aminy, amoniak a dokáží štěpit i aminokyseliny. 19

20 5.11 Klostridie Tyto bakterie patří mezi bakterie grampozitivní. Způsobují nežádoucí máselné kvašení s významnou produkcí kyseliny máselné, čpavku a CO 2 v silážích. Jsou to velice rezistentní organismy ale hodnota ph 4,2 je dokáže inhibovat. U těchto organismů rozlišujeme dva druhy. Sacharolytické, které odbourávají sacharidy ale zároveň i kyselinu mléčnou. Zejména druhy Clostridium tyrobutyricum, Clostridium sphenoides. Tyto mikroorganismy svými procesy způsobují odkyselování siláží, což vede ke zvýšení ph a destabilizace hotové siláže. Nevýhodou je, že na toto jejich negativní působení navazuje činnost hnilobných bakterií. Spory klostridií mohou pronikat celým trávicím traktem zvířat, nebo rovnou infikovat přes mléčnou žlázu. Dle počtu těchto spor můžeme hodnotit kvalitu vyrobené siláže. Důležitou prevencí před výskytem klostridií, je rychlé snížení ph konzervované hmoty, nebo zvýšení osmotického tlaku vlivem zavadání.(doležal a kol., 2010) Tab. 3: Hodnoty klostridiálních spor v 1 g siláže (Podle Buchgrabera) Kvalita konzervované hmoty Počty spor klostridií Velmi dobrá Pod 5000 Dobrá Uspokojivá Velmi špatná Nad Bakterie hnilobné Jsou to v přírodě všudy přítomné aerobní organismy. Díky činností těchto organismů dochází k totálnímu organickému rozkladu a současně dekarboxylací aminokyselin vznikají toxické látky - biogenní aminy (Kalač a Křížek, 1991). Takto znehodnocená siláž je kašovitá a silně páchnoucí. K hlavním zástupcům patří: Bacillus subtilis Bacillus mesenteroides Bacillus micoides 20

21 Jelikož se tyto organismy vyskytují na povrchových vrstvách siláží, preventivní opatření spočívá v dokonalém zakrytí a zatížení fólie společně se správným technologickým postupem výroby siláže. 21

22 6. PRINCIPY CHEMICKÉ KONZERVACE SUROVIN Chemická konzervace spočívá v aplikaci chemicky účinných látek, které dokážou stabilizovat surovinu proti působení nežádoucích mikroorganismů a jejich enzymatických systémů. Chemická konzervace se většinou používá jako nouzové řešení v situacích, kdy nepříznivé počasí - déšť, vlhkost působí na konzervovanou hmotu. Na rozdíl od biologické konzervace, která je založena na zvyšování koncentrace mléčných mikroorganismů, vedou k velmi rychlému okyselení biomasy. Chemická konzervace je založena na razantním snížení ph, které utlumuje aktivitu negativních máselných mikroorganismů a omezí tak vliv nepříznivého počasí. Tato výhoda je ale vykoupena vyšší nákladovostí. Nejčastěji používané chemické přípravky (inhibitory) jsou nižší organické kyseliny (mravenčí, octová, propionová). Kyselina propionová vykazovala nejlepší konzervační prostředky, nelze ji však použít pro potravinářské zpracování, ale pouze ke krmným účelům. Chemická konzervace se velice dobře uplatnila u vlhkých zrnin, které mohou být skladovány až do 50 % vlhkosti. Tyto zrniny se mohou volně skladovat na hromadách. Předpokladem je homogenní a důkladná aplikace konzervačního prostředku. Výsledkem dobré chemické konzervace krmiv je: kvalitní hygienicky nezávadné krmivo s dostatkem živin zvýšení chutnosti a zlepšení příjmu krmiva destrukce toxických látek inhibice nebo redukce nežádoucích mikroorganismů větší uchování sacharidů a bílkovin. 6.1 Ekonomické zhodnocení konzervace krmiv Při posuzování ekonomiky použití konzervačních přípravků je nutné vždy zohlednit několik hledisek. Je zřejmé, že náklad na konzervační přípravek může činit na 1t konzervované hmoty 5 30 % všech nákladů na jejich výrobu (Loučka a Machačová, 1996). Faktem ale je, že tento proces vede ke zlepšení stravitelnosti organických živin zamezení ztrát v důsledku působení nežádoucích mikroorganismů a fermentačních procesů. Na druhé straně, lze také konstatovat, že ekonomický přínos chemické konzervace je někdy těžko vyčíslitelný. 22

23 6.2 Kyseliny používané při chemické kozervaci Kyselina mravenčí (acidum-formicum) H-COOH je v konzervačních technologiích velice rozšířená látka, která je často používaná při konzervaci pícnin, u kterých byly pro nepříznivé počasí obtížné podmínky pro zavadání (Honig a Pahlow, 1986; Škultéty a kol., 1983). Kyselina mravenčí je nejsilnější těkavou mastnou kyselinou (Woolford, 1984) s největšími baktericidními účinky. Má schopnost rozpouštět při teplotě nad 20 C i rostlinné vosky. V malé míře je obsažena i v silážích vlivem přirozených procesů nebo ji mohou vytvářet v malé míře některé nežádoucí organismy, jako jsou například klostridie. Velká výhoda oproti biologickým preparátům je větší konzervační stabilita, neboť lze konzervovat píci i při nižším obsahu sušiny z důvodu jejích silných baktericidních vlastností. Konzervační efekt chemických přípravků obecně však nespočívá jen v likvidaci nežádoucích mikroorganismů, nýbrž na vytvořením prostředí ve kterém se nemohou množit, nebo jejich přežívání je v tomto prostředí velice omezené. Její obsah tedy není na takové úrovni, aby příznivě ovlivnila konzervaci. Obecná dávka kyseliny mravenčí do silážované píce je 3 5 kg/t při 85% koncentraci přípravku. Způsoby konzervace: Razantním okyselením hmoty vede k rychlému snížení ph a potlačení působení nežádoucích mikroorganismů (Kalač, 1975). Výhodou kyseliny mravenčí je redukce růstu sporulujících a gram negativních bakterií. Potlačení výskytu enterobakterií, které dokážou samy kyselinu mravenčí vytvářet, tudíž její obsah zvýhodňuje konkurenční žádoucí bakterie mléčného kvašení. Tento princip se uplatní pouze při vyšším dávkováním nad 7 %, která je ovšem v dnešní době ekonomicky nereálná. Výhoda kyseliny mravenčí spočívá zejména v potlačení štěpení bílkovin a inhibuje odštěpení amoniaku z aminokyselin, čímž zabraňuje nastoupení deaminace. V opačném případě by vzniklé látky výrazně zhoršily chutnost a mohly být příčinou zdravotních problémů zvířat. Kyselinu mravenčí nemusíme používat u snadno silážovatelné píce, která obsahuje dostatek zkvasitelných cukrů, zejména u silážní kukuřice. Nevýhodou kyseliny mravenčí je rychlejší uvolňování silážních šťáv, množství těchto šťáv je však stejné, jako u jiných konzervačních látek s výjimkou biologických aditiv. 23

24 Existují názory, že kyselina mravenčí obsažená v siláži, může poškodit zdraví zvířat, ale faktem je, že její obsah během celé doby skladování klesá a její chemický proces bachoru je takový, který odpovídá přirozenému procesu běžného tráven. Nevýhodou samotné kyseliny mravenčí je její vysoká těkavost, čpící zápach či korozivnost. Tyto negativní vlastnosti lze snížit použitím této kyseliny ve směsi s její solí např. mravenčanem vápenatým, nebo mravenčanem amonným Kyselina propionová Kyselina propionová je další často používanou kyselinou při konzervaci, obecně je méně účinná na bakteriální populaci než kyselina mravenčí. Z tohoto důvodu je často je používaná pro silážování plodin zásadně vždy v kombinaci s kyselinou mravenčí. Samotná se pro silážování nepoužívá. Kyselina propionová se vlivem vyššího počtu atomů C vyznačuje vyšším antifungálním účinkem. Z toho důvodu se jí využívá k inhibici výskytu kvasinek a plísní, které dokáže účinně potlačovat. V běžné praxi je často používáno přípravků na bázi směsi organických kyselin (kyseliny propionové a mravenčí), které mají širší antimikrobiální spektrum. Kombinací se dosáhne širšího antimikrobiálního efektu. Také kyselina propionová je pro zvířata zdravotně nezávadná, protože se za normálních podmínek vyskytuje v organismu zvířat jako významný produkt bachorového trávení. Určitou technologickou nevýhodou použití samotných organických kyselin je jejich korozivnost na zemědělské technologie. Řešení můžeme najít v patentované technologii chráněných organický kyselin tzv. SoftAcid (viz. Kapitola patentovaná technologie SoftAcid ) 7. Chemická konzervace surovin v závislosti na její vlhkosti Ze zvyšující se vlhkostí snižujeme dávkování přípravků a naopak. Příkladem je silážování mačkaného kukuřičného zrna. Vlhkost zrna při tomto zpracování se pohybuje okolo %. U nás nejznámější firma provádějící tuto technologii je společnost Romill, kde zrno, které prochází buď mačkačem, nebo drtičem a je poté ihned chemicky konzervováno. Dávkování chemického konzervantu se stanovuje podle vlhkosti suroviny, ale také podle technologie uskladnění. Dávky uváděny v odborných literaturách se pohybují od 3 do 5 l/t. U patentované technologie SoftAcid je toto dávkování sníženo. Dávka je 2,5 3 l při skladování ve vaku a 3,5 4 l, při skladování 24

25 v silážních žlabech, či kontejnerech. Tohoto nízkého dávkování se nemusíme bát, protože technologie SoftAcid prodlužuje účinnost přípravku a neovlivňuje negativní dopad na kvalitu fermentačních procesů. 7.1 Konzervování vlhkých zrnin V dnešních podmínkách se uchování a skladování zrnin provádí při obsahu sušiny %. Po sklizení se provádí dosoušení a následně uskladnění. Tyto činnosti jsou ovlivněny počasím a vyšší nákladovostí. Technologie konzervace obilnin o větší vlhkosti, která již delší dobu funguje v zahraničí (Německo) nám dovoluje sklízet krmné obiloviny při vyšší vlhkosti cca 25 %. Nemusíme čekat při sklizni na dobré počasí, ale můžeme krmné obiloviny sklízet dříve. Takto sklizené obilí jde do mačkacího stroje, do kterého je následně aplikován chemický přípravek a zrno je konzervováno do PE vaku. Vlhkost obilovin a výše aplikované dávky chemického konzervantu ovlivňuje dobu skladování. Takto skladované obiloviny nepodléhají negativnímu působení nežádoucích mikroorganismů. Tímto procesem lze významně snížit náklady o dosoušení. Tato technologie nám zajišťuje lepší hygienickou kvalitu a nezávadnost ošetřeného krmiva. Zlepšuje nejen jeho chutnost, ale i stravitelnost živin. Má pozitivní vliv na mikroflóru zažívacího traktu zvířat zejména v inhibici patogenních mikroorganismů, např. E. coli. Nevýhody této technologie - Korozivní účinky v důsledku účinku organických kyselin, vyjma přípravku patentované technologie Softacit; - Zdánlivě vyšší náklady na ošetření; - Požadavky na přísné dodržení homogenní aplikace aditiv do ošetřovaných obilovin; - Aplikace chemického přípravku do již zahřátého, nebo nežádoucími mikroorganismy napadeného obilí nedává záruku bezpečné konzervace. - 25

26 8. PATENTOVANÁ TECHNOLOGIE SOFTACID. Princip okyselení tekutého výkrmu spočívá ve snížení hodnoty ph, tekuté krmné míchanice. Míchanice je složena s jednoho dílu krmiva, který je složený z obiloviny, proteinového zdroje a vitamino-minerálního doplňku, a 3 dílů vody. Tato tzv. polévka se důkladně promíchá a speciální technologií vypouští do krmných žlabů ve stájích s vykrmovanými prasaty. Jelikož doba krmení i množství je stanoveno, v praxi je normálním jevem, že krmivo v korytech zvířata nedožírají. Krmivo, které v korytech zůstane, začne po krátké době, která je ovlivněna teplotou, složením krmiva a v neposlední řadě i hygienou stáje, podléhat zkáze. Může zde začít nežádoucí kvašení ale hlavně množení patogenních mikroorganismů, které následně mohou způsobit značné komplikace ve výrobě. Většinou jsou to problémy zdravotního stavu, nejčastěji pak zažívacího traktu, zejména se vyskytují průjmová onemocnění. Tento problém je největší hlavně v letních měsících. Proto, jak již bylo zmiňováno, je potřeba snížit ph této míchanice natolik, aby se v ní nežádoucí mikroorganismy nemohly množit ani přežívat. Nutno říci, že hygiena provozu výkrmu prasat nelze denně, či hodinově udržet na takové úrovni, ve které by se bakterie typu Salmonella, Clostridia atd. nevyskytovala. Bylo třeba zvolit přípravek, který bude parametrově splňovat podmínky pro daný účel, což byla schopnost razantního snížení ph a dietetická vhodnost. Tyto vlastnosti měl výrobek společnosti Borregaard SoftAcid IV Po měsíčním používání bylo pozorováno snížení výskytu průjmových onemocnění, což vzbudilo patřičný zájem o detailnější informace o produktu. Hodnota ph tohoto přípravku byla změřena v laboratoři MZLU v Brně ve spolupráci s ústavem Biochemie, kde byla potvrzena hodnota 0,4-0,6 koncentrátu. Následující graf zobrazuje okyselení 1000 l vody, při použití přípravku SoftAcid IV. 26

27 Graf 1: Pokles ph při okyselení přípravkem SoftAcid IV Grafické hodnoty je nutné považovat za orientační, protože vlastnosti a ph vody můžou být proměnlivé. Stejně tak i množství potřebné pro snížení ph polévky tekutého krmení je proměnlivá. Důvodem je rozdílné složení suché části míchanice a obsahu minerálních složek vody. Stejně tak i některé suroviny již mohou být dříve konzervovány (obilí, kukuřice) a jejich vstupní ph může být nižší než u obvykle používaných surovin. 8.1 Srovnání přípravků Pro okyselující účinky se na farmách často používaly přípravky s obsahem 85% kys.mravenčí. Při měření takto koncentrované kyseliny byla výsledná hodnota ph 2,5 krát vyšší, než u kyseliny technologie SoftAcid. Organické kyseliny, obecně, hrají v zemědělské prvovýrobě důležitou roli a to nejen při okyselování tekutého krmení, napájecí vody ale hlavně jsou využívány jako chemické konzervanty objemných krmiv a zrnin. 27

28 Patentovaná technologie SoftAcid je technologie, která umožňuje využít plně potenciál jednotlivých organických kyselin, aniž by docházelo k ztrátě či omezení některých specifických vlastností jako je silný antibakteriální účinek a velmi nízké ph. Většina organických kyselin se vyznačuje svými specifickými vlastnostmi a řadou výhod. Díky znalostí těchto výhod a vlastností se pak jednotlivé organické kyseliny vhodně kombinují tak, aby se co nejvíce využilo jejich spolupůsobení. Avšak brzy se objevily problémy s jejich praktickým využitím. Týká se to jejich těkavých vlastností. Velký problém je i jejich korozivní účinek a jsou také nebezpečné žíraviny. Jedním z řešení těchto problémů je tzv. pufrace, která dokáže předejít nestabilitě, snížit jejich korozivitu a zvýšit bezpečnost při manipulaci. Je to proces termochemické reakce, při které se postupně část kyseliny mění na sůl. Tento děj probíhá v reaktoru (příklad: část kyseliny mravenčí se změní na formu mravenčanu amonného nebo sodného).(brandejs, Tomek, 2010) Tímto procesem se eliminují celé řady nepříznivých vlastností ale bohužel při této reakci dochází také ke zvyšování ph a tím i ke snížení účinku vzniklého produktu. Také při těchto termochemických reakcích začínají vznikat nežádoucí toxické látky, jako jsou formamidy. Z praktického hlediska bylo nutné najít způsob jak ochránit organické kyseliny a jejich směsi a zároveň vyloučit nežádoucí vlastnosti, které přinese jejich pufrace. Vyřešení všech těchto problémů napomůže maximálnímu využití potenciálu dané směsi při aplikaci na surovinu.(brandejs, Tomek, 2010) Nyní se objevila nová patentovaná technologie chráněných organických kyselin SoftAcid. Technologie je postavena na unikátních vlastnostech modifikovaného lignosulfonanu. Obrázek č.1: Struktura přirozeného polymeru lignosulfonanu (vazby) 28

29 Principem této technologie je přitahování molekul organické kyseliny a makromolekuly lignosulfonanu sodného při jejich vzájemném smícháním. Toto způsobuje jejich rozdílná iontová polarita. Avšak v zápětí dochází k jejich oboustranně vratnému spojení. Díky této změně iontového náboje, dochází k bezpečnému uvolnění organické kyseliny v kyselém prostředí.(brandejs, Tomek, 2010) Obrázek č.2: Mechanismus oboustranně vratného spojení. Faktem tedy je, že na rozdíl od standardně pufrovaných přípravků, nedochází ke zvýšení ph a destabilitě jejich účinku. Příkladem je směs kyseliny mravenčí a propionové vyrobené dle technologie SoftAcid, která má hodnotu ph 5% roztoku 1,5 2. Na druhou stranu, totožná směs kyselin, která je vyráběna standartní metodou pufrace, pomocí amonné soli, vykazuje hodnotu ph 3,5 4,5. V praxi se tato skutečnost projeví ve výsledném dávkování přípravku. Můžeme s jistotou říci, že dávkování přípravku založených na technologiích SoftAcid je výrazně nižší. Mnoho zemědělských společností se při nákupu přípravků na konzervaci krmných surovin rozhoduje mezi chemickou, nebo biologickou variantou. V praxi se chemické konzervanty používají v poměrně vysokých dávkách (4 6 litrů/t), což značně zvyšovalo náklady na tunu ošetřené suroviny v porovnání s biologickými preparáty. Z tohoto důvodu mnoho zemědělských subjektů raději volilo biologické ošetření, které je díky výrazně nižšímu dávkování ekonomicky výhodnější. Dnes se často setkáváme s inokulanty, což je metoda uchování živých mikroorganismů (bakterie 29

30 mléčného kvašení) v garantované koncentraci. Tyto bakterie jsou pak aplikovány v určitých dávkách do silážní hmoty, kde zabezpečí správný průběh fermentačních procesů. (Davies, 1998) Další nevýhodou nechráněných kyselin je působení na materiály jako například kov či beton. Vysoká korozivost při použití těchto preparátů, působí velké finanční škody. Při použití SoftAcid technologie je toto negativní působení sníženo až o 80 95%. Je známo, že v celé Evropě škody způsobené korozivostí materiálů zahrnují celkem 4% hrubého domácího produktu. Avšak kdyby se proti tomuto nežádoucímu účinku prováděla opatření, dalo by se ušetřit 25 30% těchto vynaložených prostředků. (Brandejs, Tomek, 2010) Z praktických pokusů se ukázalo, že takto chráněné kyseliny jsou schopny ihned reagovat s kovovým materiálem tak, aby ho nepoškozovaly. Při testu byly použity části kovového vodovodního potrubí, které je běžně používáno ve stájích hospodářských zvířat. Tyto kovové segmenty byly po dobu 21 dnů ponořeny do nádoby s koncentrovaným přípravkem Softacid IV (50% kyselina mravenčí, 10% propionová a 16% kyselina lignosulfonová, 26% nosič). Stejný počet kovových částí byl ponořen do nádoby s vodou na stejnou dobu. Po 3 týdnech bylo při prohlídce všech kovových částí zjištěno, že části, které byly ponořeny do koncentrovaného přípravku Softacid IV byly potaženy růžovým filmem bez zjevného narušení a známky koroze. Tento děj se nazývá pasivace a znamená okamžitou reakci kyseliny s kovem, která je v zápětí vratná a dále s kovem nereaguje. Kovové části, které byly ponořené do vody byly poznamenány počínající korozí. Graf č.2 : Srovnání korozivnosti kyseliny mravenčí chráněné technologií SoftAcid s účinkem běžné čisté kyseliny mravenčí. 30

31 Organické kyseliny sebou nesou ještě další nevýhodu a tou je těkavost, neboli jejich odpařování.(brandejs, Tomek, 2010) Tato vlastnost má vliv zejména na skladování, manipulaci a hlavně dobu účinku aplikovaného prostředku. Výhodou chráněných kyselin technologie SoftAcid je nízká těkavost. Pomocí Modifikovaného sulfonanu u takto chráněných kyselin dokážeme vytvořit rovnoměrnou vrstvu na povrchu hmoty a tím dosáhneme maximálního účinku přípravku, po co nejdelší dobu od aplikace. Zrno je průchodem pod nástřikovým zařízením potřísněno mikrokapénkami nechráněných organických kyselin. V případě preparátu s lignosulfonanem jde o dopad kapénky, která se dopadem na jeho povrch zozprostře a v co největší ploše ho potáhne v tenké vrstvě. Graf č.3: Srovnání těkavostí kyseliny mravenčí a stejné kyseliny chráněné technologií SoftAcid.(Brandejs, Tomek, 2010) Funkce lignosulfonanu hrají velkou roli i jako emulgátor a silný dispergátor, což napomáhá dobré homogenitě a to jak v mokrém, tak v suchém stavu. Další výhodou je, že biofilm v napájecích systémech rozpuští, na rozdíl od běžných přípravků založených na bázi organických kyselin, které tento biofilm pouze uvolňují, což může způsobit ucpání tohoto systému. Zlepšuje granulaci a dokáže snížit odrol v granulovaných směsí. (Brandejs, Tomek, 2010) Technologie SoftAcid pomáhá synergickému působení jednotlivých organických kyselin díky ph a pak(disociační konstanta). Je třeba zdůraznit i působení organických kyselin na lidský organismus, například pokožku. Nechráněné kyseliny pokožku poškozují. V případě koncentrovaných preparátů může dojít i k velmi nepříjemných zraněním personálu, který s těmito přípravky manipuluje. SoftAcid technologie je vyrobená tak, že velikost 31

32 makromolekul organických kyselin nedovoluje průchod pokožkou, nýbrž na ni vytvoří ochranný film. Toto vše vede ke zvýšení bezpečnosti při transportu, skladování a manipulaci s těmito přípravky.(anonym a, 2010) Takto chráněné přípravky již nejsou klasifikovány jako žíraviny ale pouze jako dráždivé látky nepodléhající ADR předpisům. (Brandejs, Tomek, 2010) Pro tyto skvělé vlastnosti si technologie SoftAcid nachází velmi široké uplatnění a to jak v zemědělské prvovýrobě tak i při konzervaci krmiv, zrna a jiných surovin, včetně použití jako acidifiikátor v napájecích systémech a antibakteriální přípravek aplikovaný do krmiva. Při použití technologie SoftAcid při konzervaci, silážování nebo jiných způsobech uchování surovin je postup a dávkování následující. Technologie aplikace chemického konzervačního přípravku SoftAcid je stejná jako u ostatních konzervantů, (čerpadla, dávkovače atd.). Liší se ovšem podstatně v dávkování, což ovlivňuje ekonomiku těchto procesů. Dávky jsou ovlivněny technologijí a dobou skladování. Rozdílné dávky jsou u soruvin, které se skladují v silážní jámě nebo ve vacích (viz tabulka). Tab. 4:Dávky přípravku s SoftAcid dle technologie Surovina Technologie Doba Přípravek Dávka uskladnění uskladnění Cukr. řízky vak Nad 6 měs. SoftAcid III 2,5-3l/t Senáž vak Nad 6 měs SoftAcid I 3 3,5l/t Kukuřice zrno vak Nad 6 měs SoftAcid III 2,5 3,5l/t jáma Nad 6 měs SoftAcid III 3,5-4l/t Obilí zrno volně Do 6 měs SoftAcid III 1,5-2l/t Nad 6 měs SoftAcid III 2,5-3l/t Složení jednotlivých substancí chemického konzervantu jsou popsány v příloze č.2 Vzhledem k tomu, že název SoftAcid je patentovaná technologie, nemůže být používaná jako název výrobku a proto jej obchodní firmy kódují do svých názvů. Dávky popsané v tabulce č.3se můžou aplikovat ve stejných hodnotách na podobné suroviny podle jejich vlhkosti. 32

33 9. KRÁTKODOBÁ STABILIZACE KRMNÝCH SUROVIN PIVOVARSKÉHO A MLÉKÁRENSKÉHO PRŮMYSLU 9.1 Charakteristika tekutých pivovarských kvasnic Tato surovina je odpadem pivovarnického průmyslu (BOULTON a QUAIN, 2001) Vzniká ve kvasných kádích z varečných a stažkových kvasnic. Tekutina má světlehnědou barvu. Vyznačují se kvasničnou vůní při zkrmování této suroviny je potřeba dbát na to, aby byla zvířata postupně navykána na toto hodnotné krmivo. (Zeman a kol., 2006) Na farmy jsou dodávány v nativní nebo sušené formě. V nativní formě jsou dodávány o sušině 8 10%. Surovinu tvoří kvasinky, zejména rodu Sacharomices Cerevisae Carsbergensis. Tyto mikroorganismy jsou využívány při výrobě piva ke zkvašování sladového extraktu. Pivovarské kvasnice dokáží svou dietetickou hodnotou, působit stimulačně na organismus a podporovat imunitní systém zvířat. (Anonym c, 2003) Mají obrovskou biologickou hodnotu, protože obsahují látky, které si sám organismus nedokáže vytvářet. Jsou to zejména nepostradatelné aminokyseliny lysin, methionin, cystin, leucin, izoleucin a valin. Vyznačuje se také velkým obsahem vitamínů skupiny B např. thiaminu B1, ryboflavinu B2, piridoxinu B6 a kyseliny pantothenové B3. Tato surovina se také vyznačuje obsahem minerálních látek a stopových prvků fosforu, draslíku, železa, mědi a zinku. (Anonym c, 2003) Pivovarské kvasnice se využívají především jako složka do směsi pro výživu prasat nebo jako nápoj pro dojnice. Jsou vhodná také pro zvířata v rekonvalescenci. Ukazuje se, že pokud jsou zařazena do krmné směsi ve 4%, měla by tato dávka pokrýt zcela potřeby těchto vitamínů. (Anonym c, 2003) 33

34 Tabulka č. 4: Obsahy živin v tekutých pivovarských kvasnicích.(anonym, 2003) Průměrný obsah ve 100 % sušině Jednotka Hodnota Dusíkatých látek g/kg Stravitelných dusíkatých látek g/kg Tuku g/kg 22 Popelovin g/kg 62 Vlákniny g/kg 1.5 Cukrů g/kg 20.2 Škrobu g/kg 16 Bezdusíkaté látky výtažkové g/kg 376 NEL / NEV MJ/kg 7,54 / 7,88 ME / BE MJ/kg 12,16 / 18,55 PDIA / PDIN / PDIE g/kg 73,12 / 283,71 / 133,40 Vápníku g/kg 3.6 Fosforu g/kg 8.2 Sodíku g/kg 0.15 Draslíku g/kg 24.1 Hořčíku g/kg 1.11 Mědi mg/kg 37.6 Železa mg/kg Zinku mg/kg 44.1 Manganu mg/kg 6.5 Lysinu g/kg 30.1 Methioninu g/kg 6.5 Treonin g/kg 20.5 Cystinu g/kg 11.7 Leucinu g/kg 30.1 Valinu g/kg 23.5 Izoleucinu g/kg 19.6 Thiaminu mg/kg 97.7 Riboflavinu mg/kg 39.1 Pyridoxinu mg/kg 41.9 Kyselina pantotenová mg/kgs

35 Tab. 5: Krmné dávky pivovarských kvasnic pro jednotlivé druhy zvířat.(anonym c, 2003) Druh a kategorie zvířete Doporučné dávkování/ den Dojnice Telata, hříbata Koně, jalovice, býci Prasata výkrm Prasata prasnice Prasata selata Ovce a kozy Králíci Slepice,kachny,bažanti Husy,krůty Holuby, křepelky Psi do váhy 10 kg Psi do váhy 20 kg Psi do váhy 30 kg Kočky Křečci,morčata, myši Exotické ptactvo Plazi, ještěři 9.2 Stabilizace tekutých pivovarských kvasnic g/kus 5 20 g/kus g/kus g/kus g/kus 3 5 g/kus 5 20 g/kus 1 2 g/kus 3 5 g/10 kusů 1 2 g/kus 1 2 g/10 kusů 1 2 g/kus 2 5 g/kus 5 10 g/kus 1 2 g/kus 5 g/kg 1 2 g/10kusů 5 g/kg krmiva Na farmě, kde byl test proveden se tekuté pivovarské kvasnice používaly pro výkrm prasat. Byli dovezeny v cisterně o obsahu litrů, která byla vybavena tříbodovým míchání a třemi svrchními otvory. Bohužel její stání bylo na přímém slunci, takže vysoká teplota byla do čtyř dnů pro všechny kvasinky likvidační, nehledě na pomnožení nežádoucích mikroorganismů. Tento předpoklad potvrzují i výsledky výzkumu (Steckley et al., 1979) Po konzultaci s odborníky společnosti Borregarard, byla stanovena dávka 3,7l přípravku SoftAcid IV/10 000l pivovarských kvasnic. Tato dávka byla aplikována do cisterny a důkladně promíchána. Poklopy cisterny mohly být uzavřeny (kontaminace ptaků, hmyzem nebo hlodavci), jelikož byli opatřeny přetlakovými ventily. V prvních dvou dnech. Z praktických zkušeností se dokazuje, že pokud teplota těchto nativních pivovarských kvasnic stoupne nad 8 C, začne docházet k jejich rozkladu. První dva dny skladování v cisterně nehrozí žádné nebezpečí, protože teplota v cisterně obvykle nepřekračuje 8 C. 35

36 Odběr kontrolních vzorků byl proveden 5. a 11. den. Vhodné je obsah cistermy promíchat jednou za 48 hodin. Při druhém odebírání vzorků 11. den skladování byla zjištěna teplota suroviny v cisterně na úrovni 27 C a na plášti cisterny dokonce 55 C. Vyšetření se provádělo na SVÚ v Olomouci. Výsledky, vzorků byly prosté patogenních mikroorganismů a kvasinky byly životaschopné (viz. Protokol o zkoušce, přílohová část). Kompozice kvasinek byla bez senzorických změn, povlaku na povrchu a nestandardního zápachu i po 14 dnech skladování, kdy byla cisterna dokrmována 9.3 Stabilizace tekuté syrovátky Charakteristika tekuté syrovátky Syrovátka je surovina, která vzniká jako zbytek při výrobě sýřeniny (tzv. Sladká syrovátka) nebo při výrobě tvarohu (kyselá syrovátka). Syrovátku můžeme zařazovat do glycidových krmiv. Obsah živin: mléčný cukr mléčné bílkoviny (albuminy a globuliny) Tato surovina je ve výživě zvířat používána často jako sušená a slouží k výrobě mléčných krmných směsí (Zeman a kol., 2006) Tekutá syrovátka uskladněná ve venkovních krmných tancích v letních měsících, podléhá rychlé zkáze. Proto je zde stabilizace také doporučena ve stejném postupu jako u tekutých pivovarských kvasnic. U všech případů mluvíme o krátkodobé stabilizaci surovin. Nelze zde mluvit o dlouhodobé konzervaci, jelikož nám to nedovoluje druh suroviny a její použití v praxi. 36

37 9.4 Pivovarské mláto Charakteristika pivovarského mláta Pivovarské mláto, který je velice kvalitní bílkovinná krmná surovina s vysokým obsahem dusíkatých látek. Má vysoký obsah vitamínu skupiny B a vynikající dietetické vlastnosti. Je to surovina s vysokou stravitelností, která se zejména u přežvýkavců hodnotí až na 60% bachorové degradace proteinů. (Anonym b, 2003) Tato surovina vzniká v pivovarnickém průmyslu při výrobě piva, kdy se zbytek po vyluhování šrotovaného sladu zbaví extraktivních látek. Vyznačuje se chlebovou vůní,vodnatou konzistencí a hnědou barvou. (Zeman a kol., 2006) Tato surovina má v čerstvém i v sušeném stavu velký vliv na zvýšení množstí produkce mléka u dojnic a lepšímu přírustku svaloviny u vykrmovaných prasat a skotu. (Zeman a kol., 2006) Tab. 6: Dávkování pivovarského mláta.(anonym b, 2003) Druh a kategorie zvířete Doporučené dávkování/den Dojnice 6-10 kg Žír skotu do 10 kg Ovce 2-3 kg Prasnice, prasata výkrm podle základního krmiva až do 2,5 kg Kachny až do nasazení 2/3 z krmné dávky jádra Drůbež nosnice g denně se rovná o 10% zvýšená snáška 37

38 Tab. 7: Složení čerstvého pivovarského mláta.(anonym, 2003) Složení Jednotky Hodnota SNLs g/kg Tuku g/kg Popelovin g/kg Vlákniny g/kg Redukujících cukrů jako sacharózy g/kg 13.7 Škrobu g/kg 89.7 Bezdusíkatých látek výtažkových g/kg Netto energie laktace (NEL) MJ/kg 6 NEL / NEV MJ/kg 1,31 / 1,21 MEs / BE MJ/kg 2,20 / 4,70 Škrobových hodnota 64.3 PDIA / PDIN / PDIN g/kg 29,54 / 41,73 / 37,60 Vápníku g/kg 4.4 Fosforu g/kg 5.2 Sodíku g/kg 0.2 Draslíku g/kg 1.7 Hořčíku g/kg 2 Mědi mg/kg 29.6 Manganu mg/kg 49.5 Zinku mg/kg 85.6 Jodu mg/kg 0.08 Selenu mg/kg 0.71 Chloru g/kg 1.2 Síry g/kg 3.5 Lysinu g/kg 9.7 Methioninu g/kg 4.4 Cystinu g/kg 5 Threoninu g/kg Konzervace pivovarského mláta Čerstvé nekonzervované mláto podléhá rychlé zkáze, protože v něm dochází k mikrobiálním a nutričním změnám. Tyto změny způsobuje vysoký obsah dusíkatých látek, jeho teplota a způsob uskladnění. Častou technologií konzervace pivovarského mláta je zvyšování sušiny krmnými absorbenty. Touto technologií se silážuje čerstvé pivovarské mláto se sladovým květem, kde je mláto dlouhodobě uchováváno v PE vacích s dávkou chemického konzervantu 4l/t. (Doležal a kol., 2008). Další způsob je 38

39 krátkodobé silážování do PE vaku, které dnes u nás provádí společnost BEUKER.Tato metoda však zvyšuje nákladovost krmiva o cenu tohoto vaku Konzervace suchými povrchovým přípravky Principem této metody je pouze nanesení práškového konzervantu v optimální dávce na povrch mláta. Tento úkon provedeme až po odtoku vody ze suroviny. Následně zakryjeme mláto krycí plachtou a zatížíme. Aplikace suchého konzervantu na povrch mláta není snadná. Náklady na konzervaci jsou ovšem velmi nízké, protože cena jednoho kila tohoto výrobku se pohybuje mezi 60 až 80 Kč. Dávka konzervantu je 50 g/m 2. Náklad na jeden kamion je od 300 do 500 Kč. Nejde však o dlouhodobou konzervaci. V zemědělské praxi však obvyklá doba skladování čerstvého mláta nepřesahuje 30 dní Stabilizace pivovarského mláta přípravkem SoftAcid Při praktickém použití byl aplikován přípravek SoftAcid (kyselina mravenčí 50%, kyselina propionová 10%, kyselina lignosulfonová 16%, nosič 24%). Na surovinu byla připravena vana z balíků slámy ve tvaru L napojená na stěnu silážní jámy. Před vyložením suroviny byl aplikováno 5l konzervačního přípravku zředěného vodou (30% roztok) na stěny a dno vytvořené vany. Důvodem je potlačení mikroorganismů, které by mohly kontaminovat mláto. Aplikace byla provedena motorovým postřikovačem zn. STIHLL. Následně bylo do jámy vyklopeno 22 tun čerstvého pivovarského mláta. Na povrch mláta bylo naneseno 30 litrů 30% roztoku konzervačního přípravku technologie SoftAcid. Mláto nebylo zakryto a v letních měsících bylo za 2 týdny zkrmeno bez náznaků plísní či jiných nežádoucích procesů. Spotřeba koncentrovaného přípravku byla 15 litrů. Náklad tedy činil 540 Kč na 22tun.Cena konzervantu je 36 Kč/kg). Jestliže je mláto skladováno ve vyšších vrstvách, proces chladnutí je pomalejší a vytváří příznivé podmínky nežádoucím organismům. Také v tomto případě zde byla použita technologie SoftAcid chráněných organických kyselin, ale poměry byly 39

40 změněny (30% kys.propionová, 30% kys. mravenčí, 16% kys. Lignosulfonová,24% nosič), kterou licenčně vyrobila společnost Brenntag. Jelikož se kamion nedostal k vaně, bylo mláto vyloženo na jiném místě, které bylo také ošetřeno konzervačním přípravkem a převáženo nakladačem. Jakákoli manipulace mláta je krokem k jeho prvotní kontaminaci. Předpokladem je, že tato dávka byla do hmoty vmísena při převážení nakladačem. Výsledkem bylo mláto standardní kvality po 21 dnech skladování v letních měsících s velmi vysokými teplotami. Náklad na 22tun 720 Kč. 40

41 10. ZÁVĚR Během těchto procesů uchování surovin, a to jak dlouhodobého tak i krátkodobého, je nutné dbát na všechna již zmiňovaná opatření. Mikroorganismy a jejich metabolity, které mohou ohrožovat zdraví zvířat i lidí, nám nedovolují opomíjet důležitost opatření, jako je chemická konzervace surovin. Pokud pomineme zdravotní hlediska, velkým aspektem je ekonomika hospodaření zemědělských podniků, v dnešní době rozhodující o jejich existenci. Postupem času a vývojem v této zemědělské oblasti, dochází také k rozvoji a inovaci technologií a prostředků. Každým novým rokem přichází kvalitnější a účinnější přípravky a výrobky k uchování krmiv. Zároveň nám stav i situace v zemědělském sektoru nedovoluje mnoho plánování a investic. Kvalitní a účinné přípravky, které zde byli popsány, však mohou pomoci v zlepšit výsledky zemědělských podniků a jejich management chovu. 41

42 11. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY Boulton, Ch.; Quain, D. Brewwing yeast and fermentation. Berlin : Blackwell science Ltd., s. ISBN Brandejs, V., Tomek, M.: SoftAcid nová technologie ochrany organických kyselin, Brenntag, 2010,[propagační materiál] Devegowda, G.: Mykotoxiny v krmivech a jejich účinné zneškodňování. In. Odborný seminář Alltech, Brno, Doležal P,.a kol: Silážování čerstvého pivovarského mláta se sladovým květem. Brno : MZLU v Brně, s. ISBN Doležal, P., Nedělník, J., Skládanka, J., Moravcová, H., Zeman, L., Poštulka, R., Zdráhalová, I.: Vliv patogenních mikroorganismů a jejich sekundárních metabolitů na kvalitu a hygienickou nezávadnost objemných krmiv. In Kukuřice v praxi 2009, s , ISBN Doležal, P. a kol.: Konzervace, skladování a úpravy objemných krmiv. Brno, s. Přednášky. Mendelova univerzita v Brně. Dormer, J. W., Cole, R. J., Diener, U. L.: The relationship of Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus with retence to production of aflatoxins and cyclopiazonic acid. Mycopathologia, 1984, 87: Gedek, B., Bauer, J., Schreiber, H.: Zur mykotoxinbildung Silage-verbender Schimmelpilze. Wien.Tierärztlich. Mschr. 68, 1981, 8-9:

43 Honig, H., Pahlow, G.: Wirkungsweise und Einsatzgrenzen von Silage Impfkulturen aus Milchsäurebakterien. II. Mitteil. Wirkung von Anwelkgrad, Felddauer und Zuckerzusatz auf das Konservierungsergebnis bei Gras. Das Wirtschaftseigene Futter, 1986, 32, Heft 3, Hrabě, F a kol.: Trávy a jetelovinotrávy v zemědělské praxi. Olomouc : Vydavatelství ing.petr Baštan, s. ISBN Jakobe, P., Barančic, F., Doležal, P. a kol.: Konzervace krmiv. SZN Praha, 1987, 257 s. Kalač, P.: Konzervační látky a přísady při silážování pícnin. Studijní informace ÚVTIZ Praha, Živočišná výroba, 4, 1975, 60 s. Kalač, P. a Křížek, M.: Biogenní aminy v kukuřičných silážích. In. The 5 th International symposium Forage Conservation, Nitra, 1991, s Kallela, K., Ettola, E.: The oestronic Fusarium Toxin (zearalenon) in Hay as a Cause of early Abortions in the Cow. Nordisk Veterinaermedicin, 36, 1984, Kummer, V., Faldíková, L., Herzig, I., Láníková, A.: Účinky mykotoxinů na zdraví a reprodukci zvířat, diagnostika a prevence mykotoxikóz. In. Výzkumný ústav veterinárního lékařství, Brno, 2001, 41 s. Lacey, J., Lord, K. A., Cayley, R. a kol.: Problems of testing novel chemicals for the preservativ of damp hay. Anim. Feed. Sci. and Technology, 1983, 8: Láníková, A.: Zearalenon rizikový faktor nezávadnosti krmiv. Farmář, 1996, 5, Lepom, P., Knabe, O., Baath, H.: Vorkommen von Fusariumsorten und Ihren Mykotoxinen auf Silomais. Arch. Anim. Nutr., 40, 1990, 9: Loučka, R. a Machačová, E.: Silážování. Metodika ÚZPI Praha, 11, 1996, 26 s. 43

44 Mc Donald, P., Henderson, A. R., Heron, S. J. E.: The Biochemistry of Silage. Marlow Bottom: Chalcombe, 1991, 340 s. Osweiler, G. D.: Mycotoxins. Contemporary issues of animal health and productivity. Vet. Clinic North. Am. Food Animal Pract., 16, 2000, Pahlow, G. a Dinter, B.: Einfluss von Ernte und Aufbereitung auf die Veränderung der epiphytischen Microflora von Futterpflanzen. In. VDLUFA Schriftreihe, 27, 1988, Pahlow, G.: Role of microflora in forage conservation. In Forage Conservation., 1991, Inst. Grassl. Forage Res. Braunsschweig. 15 s. Patterson, D. S.: Aflatoxicosis in Farm Animals. Veterinary Research Comm., 7, 1983, Rees, D. V.: A Discussion of sources of dry matter loss during the process of haymaking. J. Agric. Engng. Res., 1982, 27: Rücker, G. a Knabe, O.: Non mechanical field losses in wilting grasses as influenced by different factors. In. Pros. XIII. Int. Grassld. Congr., Leipzig 1977; STECKLEY, J.D., et al. Brewer's Yeast Slurry, I. Composition as Affected by Length of Storage, Temperature, and Chemical Treatment. Journal of Dairy Science. 1979, 6, s Škultéty, M., Škultétyová, N., Magura, M.: Akosť a výživná hodnota lucernových siláží konzervovaných kyselinou mravčou a prípravkami na báze formaldehydu. In: Záverečná správa P , Nitra, 1983, 26 s. Velechovská, J.: Siláž vyrobená se ziskem. Farmář. 2011, 3, s. 37. Weissbach, F.: Current challenges and options to improve Silage quality. In. The 6 th International Symposium Forage Conservation, Brno, 1993,

45 Wilhelm, H. a Wurm, K.: Futterkonservierung und qualität. Leopold Stocker Verlag, Graz 1999, 141 s. ISBN Woolford, M. K.: The Silage Fermentation. New York:Marcel Dekker, 1984, 350 s. Zeman, L., Doležal, P., Kopřiva, A. a kol.: Výživa a krmení hospodářských zvířat. Profi Press, 2006, 360 s. Anonym a : Ochrana organických kyselin technologií SoftAcid, Brenntag, 2010, [propagační materiál] Anonym b : [online] [cit ]. Pivovarské mláto. Dostupné z WWW: Anonym c: [online] [cit ]. Pivovarské kvasnice. Dostupné z WWW: 45

46 12. PŘÍLOHOVÁ ČÁST Složení konzervačních přípravků technologie SoftAcid Název: Soft AR - Acid I (patentovaná technologie SOFTACID ) Složení: kyselina mravenčí...50 % kyselina propionová..10 % kyselina lignosulfonová...16 % ph 5 % vodný roztok.1,5 2,0 Hustota (při 20 C)...1,14 1,17 g/cm 3 Název: Složení: kyselina mravenčí...30 % Soft AR Acid II (patentovaná technologie SOFTACID ) kyselina propionová % kyselina lignosulfonová...16 % ph 5 % vodný roztok..1,5 2,5 Hustota (při 20 C)... 1,08 g/cm 3 Název: Soft AR Acid III (patentovaná technologie SOFTACID ) Složení: kyselina propionová...55 % kyselina octová % kyselina lignosulfonová...16 % ph 5 % vodný roztok.2,2 2,8 Hustota (při 20 C)...1,06 g/cm 3 Výrobky chráněné patentovanou technologii SOFTACID. 46

47 Graf: účinek jednotlivých organických kyselin dle jejich disociační konstanty pka.(anonym a, 2010) 47

48 Vakování čerstvého pivovarského mláta. 48