Способ хранения сена

 

Использование: биотехнология, сельское хозяйство, хранение сена. Сущность изобретения: семо обрабатывают штаммами бактерий Bacillus pumilus ATCC 53682, Bacillus pumiius ATCC 53683, Bacillus pumilus ATCC 53684, Bacillus pumilus ATCC 53685, Bacillus pumilusATCC53686, Bacillus pumiius ATCC 53687, Bacillus pumilus ATCC 53688. Bacillus pumilus ATCC 53689 в эквивалентных количествах, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ИЗОБРЕТЕН! 1;: I — Ig

ОПИСАНИЕ

К ПАТЕНТУ (21) 4356568/13 (22) 26,09,88 (46) 23.07,93, Бюл, М 27 (31) 111300 (32) 22,10,87 (33) US (71) Пайонир Хай-Бред Интернэшнл Инк, (US) (72) Нэнси Джейн Томас (US) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1151575, кл. С 12 N 1/00, 1985, Авторское свидетельство СССР

N" 1068092, кл. А 23 К 3/00, 1984, Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам хранения сена.

Примерно 150 миллионов тонн сена заготавливают каждый год в Соединенных

Штатах. Потери сена при этом вероятно больше, чем любой другой сельскохозяйственной культуры. Эти потери вызваны недостаточной зрелостью люцерны, высоким содержанием влаги, потерями при уборке урожая и потерями при хранении. Эти потери в общем случае составляют примерно 20 — 40%, но могут достигать и 70% при неблагоприятных погодных условиях. Потери являются результаrîì продол>кающегося дыхания растения, повреждения листвы QT механических воздействий и выщелачивания из-за дождей. Сено в тюках с содержанием влаги выше нормального (25 — 30,) обладает минимальным риском в roM, что касается ущерба от дождей и механических потерь листвы, Однако изготовление тюков при влажности выше 20% значительно увеличивает риск потерь при хранении из-за окисления и гниения.

{я)5 А 23 K 3/00, С 12 1/20 (54) СПОСОБ ХРАНEН 4й СЕНА (57) Использование: биотехнология, сельское хозяйство, хранение се",à. Сущность изобретения: се-Io обрабатывают штаммами бактерий Bacillus po illus ATCC 53682, Bacilius pumilus АТСС 53683, Bacillus

pumilus АТСС 53684, Вас Иив pumilus АТСС

53685, Bacillus pumilus ATCC 53686, Bacillus

pumiius АТСС 53687, Bacillus pumilus ATCC

53688, Bacilius pumilus АТСС 53689 в эквивалентных количествах, 4 табл.

Потери при хране -;ии являются главными, но это реГIi лиц емы источник потерь

KOpViOBBIX B8I{{6cTB С."-,HÎ, х saHSILLlBBCR вну{ри помещения при содержании влаГи чиже

20 %. будет иметь потери в бщем случае в пересчете на суху 0 -1ассу от 5 до 10",4. Более высокая вла>кнос1 ь увеличиаае: активность аэробных окисляющих микроорганиэмоь, что приводя к выделени:О тепла. ИзбыточНОЕ тЕПЛС ПрИьадИт;. ПОТЕРЮ Суко,: МаССЫ из-за дыхания, в результате которого образуется СО и вода. Тепло вызы;.ает также потери кормовых веществ, благодаря неферментныь; рBакциям, которые придают массе кори- :BB/:0 окраску. Количество тепJ1a, К0Т0РО Г1 A BTCiM Bbl+61QBTCB, ÜiДЕТ Зависеть от ко;.центраци. влаги в сене, окружающей.:8. пературsi, содержа цихся популяций микроорганизмов, à —,àêæå разViBPOB И ПЛОТНОСТИ ГЮКОВ, Воздействйе избыточHoI о re{1na- снижает переьариваемость протеинов и уменьшает выделение энергии, Содеожание разоушBнных тег:лом flpoTBIiHOB измеряют определением содер>ха; ия азота B волокнах в виде азота, содерх:а це-ося в разрыхлен1829907

55 микроорганизмами, ных кислотой волокнах (ADiN или ADF-N), При нормальных условиях менее 7 g общего азота должно содержаться в волокнах. Избыточное разрушение теплом имеет место, когда это значение достигает 15;(,, Потери в результате гниения во время хранения также могут приводить к существенным убыткам. Только примерно 5 микроорганизмов гниения продуцируюг микотоксины, однако они могут оказывать неблагоприятное воздействие на вкусовые свойства и усвоение сена. Кормление гнилblм сеном >кивотныx будет приводить к значительно более низкому усвоению сухой массы, снижению привесов у животных и снижению степени переваривания корма, Эти потери могут достигать 25 to по сравнению с негниющим нормальным контрольным сеном.

Хранящееся сено содержит естественно присутствующие, характерные эпифиты.

Эти эпифиты могут быть либо ценными, либо могут наносить ущерб качеству сена и конкурировать между собой за экологическое преобладание в хоанящемся сене. Такие зпифиты могут быть либо бактериями, такими как Sporosareina и Bacillus, либо грибами, такими как Aspergillus Penicillium или Mucor.

Были предложены различные подходы для ограничения развития микроорганизмов, вызывающих порчу сельскохозяйственных продуктов. Один из них состоит в обработке растительного сырья во время хранения ингибитором гниения, например, пропионовой кислотой. Недостатком такого подхода являются значительные затраты на кислоту. Кроме того, свойственная кислотам токсичность и коррозийность, в частности, В пропионовой кислоте, требуют от фермера специальных приемов для обеспечения безопасности при работе с кислотой, К тому же все оборудование, имеющее контакт с кислотой, должно быть тщательно очищено, чтобы избежать коррозионного воздействия.

Однако, несмотря на широкие исследования с целью создания различных продуктов для использования в качестве добавок в сельскохозяйственные материалы, гниение сена остается злободневной проблемой.

Основной целью изобретения является использование новой композиции для сохранения сена, содержащей только естественно встречающиеся микроорганизмы в концентрациях, ингибирующих рост организмов, вызывающих процесс гниения и одновременно способствующих уменьшению выделения тела s сене с высоким содержа5

50 нием влаги и не влияющих на окружающую среду, Способ заключается в следующем, Сено обрабатывают микроорганизмами

ВасШиз pumilus, Подробное описание изобретения.

Порча сена, вызванная разрушительным действием быстрого роста микроорганизмов гниения, является основной проблемой для занятых в сельском хозяйстве, К наиболее общим организмам, ответственным за порчу сена относится род

Aspergillus и вид Aspergillus flavus, а также представители родов Penicillium u Mucor.

Сено, из которого изготавливают тюки, при влажности, превышающей примерно

25 Я„будет нагреваться и гнить примерно

977ь от общего времени, как показывают полевые обследования. Такие нагревшиеся тюки значительно бледнее по цвету, ниже по питательной ценности и имеют более заметные признаки гниения, Было установлено, что штаммы бактерий Haciilus pumilus способны сохранять качество сена, так как они продуцируют ингибиторы, подавляющие рост грибов и бактерий, таких как Sporosarcina.

Sporosarcina служат причиной нежелательного воскового налета на стеблях сена уже через несколько дней хранения. Такие организмы в общем случае появляются в очень горячих тюках, Кроме того, они появляются в качестве поддерживающих рост грибов, либо параллельно его росту, либо на более поздней стадии.

Правильное понимание взаимодействия микроорганизмов является существенным элементом при использовании этого штамма для улучшения качества хранимого сена, Сначала., когда сено уложено в тюки, появляется массивный восковой налет одного класса микроорганизмов (грамотрицательная группа), Его можно наблюдать в первые 1 — 3 дня. Затем они заменяются второй группой (грамположительная группа), Bacillus purnilus принадлежат этой группе. Если выбранные Bacillus pumilus содержатся в значительных количествах, которые определяются ниже, на этой стадии сено не будет нагреваться или гнить, Позже другие группы микрофлоры становятся преобладающими, когда популяции Bacillus

pumilus уменьшаются. В конце периода хранения, когда сено используют в качестве корма, Bacillus становится частью микрофлоры. Возможно, что Bacillus может воздействовать на качество сена просто в результате конкуренции за питательные вещества с другими, содержащимися в сене

"; 8299

В соатВ8тстВии са способам, с8на оорабатывают эффективным каллчеством бактерий Bacillus pumilus или их мутантами, лли их эквивалентами с Т8М, чтобы увеличить степень соxðàííîñòè сена и поддержать качество сена, а также для того, чтобы уменьшить скорость размножения микроорганизмов, вызывающих порчу сена, Используемые бактерии непатогенны и содержатся естественным образом В сене в низких концентрациях и. следовательно, они не вызывают заболеваний > животных, потребляющих хранящийся сельскохозяйственный продукт. В отличие от многочисленных известных способов хранения, в соответствии с которыми лспользуют дорогостоящие, часта Опасны8 химически8 агенты, способ основан на увеличении колонизации необходимых, имеющихся в природе, организмов путем улучшения их способности "конкурировать" с имеющимися в природе микроорганизмами гниения (порчи), такими как Aspergillus flavus. Контроль за развитием этих Вредных организмов является основным моментом, так как многие из организмов, которые связаны с порчей хранящихся сельскохозяйственных продуктов, являются грибами, ко орые, как известно, синтезируют сильные микотоксины. Эти микотоксины, как известно, вызывают заболевания и даже гибель животных, потребляющих корм, зараженный этими грибами.

Имеется несколько предпочтительrlb!x штамлпов роДа Bacillus pumil

¹¹ 288, 289, 290, 296, 299, 302, 305 и 307, Они сданы на хранение в Американское Собранле Типов Культур В Роквплле, Мэрилэнд, и там имеют шифры АТСГ 53682, 53683, 53684, 53685, 53686, 53687, 53688 и

53689, соответственно. Можно исгользовать смеси этих штаммов ил и любу а комбинацию меньшего числа этих ш амлпав. или просто один единственный штамм.

Бактерил Bacillus pumilis Выделены из хранящегося сена с использованием приемов, хорошо известных в этой области техники и описанных в общем случае выше.

Под термином "сено" понлмаюгся любые виды сена, как этот термлн в общем случае используется в сельском хозяйстве.

Сено в большинстве случаев cocTo»T «G люцерны, травы или смесей люцерны и травы.

Имеется также возможность использовать штаммы бактерий для сохранения сена в качестве закваски для силоса. чтобы снизить порчу его. Другая возможность закл,очается в том, что бактерии можно использовать эффект:.1вным образам для

50 хранения зерна такого, как кукуруза, пшеница, рис и соевые бобы.

Композиции, которые используют по способу настоящего изобретения, могут быть либо в жидкой, либо В сухой форме, кроме того, они могуг содерх<ать дополнительные бактериальные штаммы. При обработке твердыми формами такая композиция может содержать Bacilius pumilus вместе с носителем. Но". èòåëü может быть па всей приоаде Водной или неВОдной жидкостью, или твердым материалом. В твердой композиции может содержать твердые носители или физические напалнители. Примерами таких твердых носителей. твердых разбавителей или физических наполнителей являются мальта-декстрин, крахмалы, карбонат кальция, целлюлоза, сыворотка, измельченная кукурузн-я кочерыжка и двуокись кремния, Твердая композиция может быть применена непосредственно к сену в форме легкого норашкообразного дуста или, если она получена в жидком носителе, ее можно с успехом использовать для опрыскивания сена.

Для ааработки сена используют композицию, содержащую 10 — 10 живых бакте2 12 рий/г, в предпочтительном варианте — 10—

10 . а ь более предпочп гельном 10 — 10, 10 . 5 7

Для обработки сена в общем случае необходимо 10 — 10 живbix микроорганиз5 . 15 маа/тонну cGHG, предпочтительно 10

10, а в Оолее предпочтительном 10 — 10 .

Способ иллюстрируется следующими и римерами.

Сенс обраоатывают штам:--ами бактерий Bacillus pumilus ¹¹ 288, 289, 290, 296, 299, 302, 306 и 307 в смес и, Качество сеaa определяют измерением температуры, определением микрофлоры, в том числе наличие спор гнилостных бактерий, кормозой ценности, а также исследуют окраску, различные степени белизн., Л ацерну срезают косллксй I1 просушивают в пол8 при оащих полевых условиях.

Скошенное сено размещают полосами и сгребают толь <О один раз перед приготовI1eHvI8r Tio.;ав. Фи;,сируют c, opocTb сушки, зрелость и данные а погоде, Сено используютдл I..aãатов,;ен;пя токов при содержании влаги от 22 До 34 процентoB во Время всех испытаний, Но в ках<дам да,IHQM испытании влажность сена варьировалась талька в области от 2 до 5 процентов между абработанными и контрольными TIQKGMvi.

С8Но Обрабатывают растворимым B Bo де агентом для сахра;ения сена с использованием опрыскива-:еля. Для более масштабных пoi евых ".:

1829907 приблизительно на О, 2, 7, 14, 21, 30 и 60 40 день, Бактерии Bacillus pumilus наносят на пробы сена опрыскиванием в дозе 10 кл/г

6 сена, что соответствует количеству 10

9 кл/тонну сена. Штаммы бактерий смешива- 45 ют в равных количествах. Культуры бактерий Bacillus pumilus для обработки получают выращиванием новых штаммов отдельно в триптическом соевом бульоне в течение 24 часов при температуре 37 С, 50

Клетки извлекают центрифугированием при температуре 4 С, отделенную биомассу суспендируют в 0,04 M фосфатном буфере. Биомассу следует транспортировать в поле на льду для немедленного применения или за- 55 мороженной при температуре — 70 С для последующего применения. Перед применением биомассу диспергируют в пяти галлонах (19 л) воды и применяют (пять галлонов на тонну) с использованием опры100 фунтов (45,36 кг). Для контроля используют 15 — 20 тюков необработанных. Сено складывают штабелем и хранят на деревянных нарах на цементном полу в закрытом ангаре. Температурные зонды помещают в центре каждого штабеля и температуру фиксируют каждый час, С целью моделирования тюков более значительных размеров получают модельную систему меньших размеров, Один фунт (0,453 кг) сена помещают в контейнер из пенопласта (толщина стенок 2 дюйма) с примерными размерами 6" х 10" х 6" (15 см х

25,5 см х 15 см). Сено прессуют, помещая на верхний тюк штабеля кирпичи после того, как термометр установлен в центре массы сена. На верхней части штабеля свободно размещают пенопластовую крышку и контейнер полностью помещают в инкубатор при температуре 37 С для инициирования нагревания. Обработку сена осуществляют с использованием стеклянного опрыскивателя Т1 С.

Отбор проб из тюков осуществляют при помощи извлечения шести центральных проб каждый момент отбора проб с использованием пробоотборника. Внутри каждого штабеля отбирают пробы из двух нижних, двух средних и двух верхних тюков, чтобы минимизировать разброс данных внутри каждого штабеля. Отобранные пробы помещают в скрученные стерильные мешки, которые заполняют во время каждой обработки и хранят на льду для транспортировки в лабораторию. Отбор проб из пенопластовых контейнеров с модельными тюками осуществляют при помощи извлечения одной пробы из центра каждого контейнера, Отбор проб осуществляют

30 скивателя, установленного на устройстве для изготовления тюков, Наблюдение осуществляют визуальнс во время испытания, а в конце периода хранения за признаками гниения и белой микрофлоры. Сено оценивают на гниение и белую порчу по шкале от единицы до 10, причем 10 относится к самому плохому качеству. Различия по цвету определяют в конце периода хранения, используя окрашенные полоски для сравнения.

Спектр цвета простирался от 1 (зеленый) до

23 (коричневый).

В модельной системе меньших размеров различия по температуре между экспериментами представляют собой наиболее информативные результаты, так как термометры обладают точностью до «0,2 С и зти данные фиксируют каждый час, По существу самой "холодной" обработкой, осуществленной в зкспериментальных моделях, была обработка бактериями Bacillus (Таблицы 1 и

21. Такая обработка приводила к более низким популяциям дрожжей и гнилостных микроорганизмов, Обработка с использованием Bacillus кроме того, улучшает кормовую ценность сена (более низкие значения

ADF). При определении значений ADF, ADFN, WSC, N и концентрации доступного протеина также были получены более высокие значения питательной ценности, хотя зти величины различия не были столь существенными. Визуально установлено меньшее количество участков гниения сена.

Влияние обработки сена бактериями на среднюю температуру, количество микроорганизмов и визуальное качество сена в экспериментальных модельных тюках дано в табл, 1, Влияние обработки сена бактериями на финальный химический состав сена в экспериментальных модельных тюках дано в табл. 2.

Те же тенденции были отмечены для тюков из сена более значительных размеров, что видно из табл. 3, 4 и 5, которые приведены ниже, А именно, сено, обработанное Bacillus, более холодное, чем при контрольной обработке. Содержание дрожжей и гнили одни и те же для всех тюков, но гниение, отмеченное визуально, снижается при обработке с использованием Bacillus

pumilus, и цвет сена более зеленый. Анализ на кормовую ценность также указывает на тенденции, аналогичные тем, что были отмечены для модельной системы, результаты которой приведены в таблицах 1 и 2. Доступный протеин (АР) выше в тюках, обработанных Bacillus pumilus, a ADF- u NDF— значения также указывают на самую высо10

1829907

Таблица 1

УМ вЂ” значения, полученные в конце испытания. г

Гниль — количество гнили, отмеченное визуально в тюках по шкале от 1 (гниль отсутствует) до 10 (очень гнилое).

* Результаты обработки с последующей звездочкой существенно отличаются от контрольного Р < 0,1, Таблица 2 Доступный протеин (N ) (g, AD F-N) (6,25) = АР

* Результаты обработки с последующей звездочкой существенно отличаются (P < 0,1) от контрольных. кую питательную ценность таких обработанных тюков, Обработка сена штаммами Bacillus

pumilus приводит к более холодному, менее гнилому, более зеленому сену в тюках, чем в необработанных контрольных тюках, а также более высокому содержанию доступного протеина, перевариваемости.

Эксперимент № 590 тюков (2-ой укос) показан в табл, 3.

Эксперимент № 590 тюков показано в табл. 4.

При замене обработки опрыскиванием из приведенных примеров обработкой микроорганизмами в виде порошкообразного дуста получают аналогичные результаты.

Расшифровка обозначений, используемых в таблицах:

УМ вЂ” дрожжи и плесень

NDF — нейтральные волокна, содержащие клетчатку, лигнин и гемицеллюлозу

ADF — кислотные волокна, содержащие лигнин и клетчатку

5 ADF-N — азот, связанный с клетчаткой и лигнином

N — азот

ДМ вЂ” сухое вещество.

10 Формула изобретения

Способ хранения сена путем нанесения на него микроорганизмов, предохраняющих его от гниения, о тл и ч а ю шийся тем, что из микроорганизмов используют штам15 мы бактерий Bacillus pumilus АТСС 53682, Bacillus pumilus АТСС 53683, Bacillus

pumilus АТСС 53684, Baciiius pumiius АТСС

53685, Bacillus pumiius АТСС 53686, Bacillus

pumi1us АТСС 53687, Bacillus pumilus АТСС

20 53688 и Bacillus pumilus 53689 в эквивалентных количествах, 1829907

Таблица 3

Влияние обработки сена на среднюю температуру, содержание микрофлоры и визуальное качество сена в штабелях из небольших кубических тюков

Таблица 4

Влияние обработки сена на окончательный химический состав в штабелях из небольших кубических тюков

N начальное = 3 61%

ЬПЗЕ начальное = 51,42%

ADF начальное = 38,66%

Полуцеллюлоза = 12,76%

ADF — N = 0,276%

АР = доступный протеин = 20,83

ДМ = 70,15 7

* Результаты обработки с последующей звездочкой существенно отличаются (Р < 0,1) от контрольного.

Составитель Т. Полянская

Техред M. 1оргентал Корректор Н, Кешеля

Редактор Т, Шагова

Заказ 2481 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

УМ вЂ” значения приведены для окончания испытания

* Результаты обработки с последующей звездочкой существенно отличаются (P < 0,1) от контрольного,

Способ хранения сена Способ хранения сена Способ хранения сена Способ хранения сена Способ хранения сена Способ хранения сена 

 

Похожие патенты:
Изобретение относится к мясной и технической микробиологии и касается бактериального препарата, способа его получения и применения при производстве варено-копченых колбас

Изобретение относится к кормопроизводству

Изобретение относится к кормопроизводству

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам приготовления корма для скота, и может быть использовано при силосовании высоковлажной кукурузы на корм скоту
Наверх