Adam Radkowski, Instytut Produkcji Roślinnej/Zakład Łąkarstwa Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Iwona Radkowska, Instytut Zootechniki – PIB, Dział Technologii, Ekologii i Ekonomiki Produkcji Zwierzęcej, Balice k/Krakowa
Odpowiednie przygotowanie i konserwowanie materiałów paszowych dla bydła stanowi podstawę utrzymania zadowalającego stanu zdrowia i oczekiwanych efektów produkcyjnych zwierząt. Znajomość podstawowych zasad sporządzania kiszonki oraz procesów mikrobiologicznych oraz fizykochemicznych zachodzących podczas kiszenia ma duże znaczenie dla uzyskania paszy o wysokiej jakości.
Wykonywanie analiz chemicznych kiszonki jest konieczne ze względu na bardzo duży wpływ różnych czynników na proces zakiszania, a w konsekwencji na jej skład chemiczny. Wartość odżywcza kiszonki zależy przede wszystkim od gatunku roślin, z których jest wykonywana a także od fazy rozwojowej roślin w trakcie zbioru. Warunkiem uzyskania dobrej kiszonki jest ścisłe przestrzeganie wszystkich zasad począwszy od nawożenia, poprzez termin koszenia, przetrząsanie, zgrabianie, prasowanie, foliowanie. Sam proces zakiszania polega na zakwaszaniu materiału roślinnego kwasami organicznymi: mlekowym i octowym. Kwasy te powstają w procesie naturalnej fermentacji cukrów w obecności bakterii kwasu mlekowego. Krytyczna wartość oceniana jest na 4,0-4,2, zależy ona od materiału roślinnego, zawartości w nim wody i temperatury zakwaszanej masy. Mikroorganizmami, które dominują w świeżej zielonce są bakterie z grupy tlenowców oraz grzyby. Proces kiszenia przebiega na ogół w warunkach beztlenowych, a więc podczas rozwoju bakterii z grupy anaerobów. W masie jednego grama zielonki znajduje się 100-1000 jtk i liczba ta wskutek zużycia tlenu przez komórki roślinne wzrasta po ścięciu zielonki i ułożeniu jej w pryzmie lub zbiorniku. Na zewnętrznej warstwie kiszonki, która ma kontakt z powietrzem, występują często grzyby pleśniowe. Rozwój mikroorganizmów w czasie kiszenia przebiega dynamicznie i zależy od wielu czynników jak: ilości cukrów rozpuszczalnych w wodzie i zawartości suchej masy w zielonkach, temperatury w zakiszanej masie, tempa wytwarzania się kwasów organicznych i stopnia obniżenia pH, liczby bakterii niepożądanych, obecności tlenu oraz pojemności buforowej roślin. Przy zbyt wysokim pH stwierdzono w zakiszanych trawach i lucernie rozkład aminokwasów, szczególnie zasadowych w wyniku dezaminacji i dekarboksylacji. W źle zakiszonych zielonkach mogą występować toksyczne biogenne aminy i niepożądane kwasy. Miarą przydatności zielonek do kiszenia są dwa podstawowe parametry: zawartość cukrów prostych rozpuszczalnych w wodzie oraz pojemność buforowa surowca. Dobry materiał kiszonkarski charakteryzuje się znaczną koncentracją cukrów i niską pojemnością buforową. Rośliny zawierające dużo związków buforowych kiszą się trudno, gdyż wartość pH obniża się wtedy powoli, co sprzyja rozwojowi bakterii niepożądanych. Stosując technologię zakiszania w belach owijanych folią należy pamiętać, że ważną rolę odgrywa tutaj stopień zagęszczenia materiału roślinnego. Jakość kiszonki w belach cylindrycznych zależy od stopnia podsuszenia zielonki, wielkości i równomierności zagęszczenia beli oraz dokładności owinięcia folią. Najważniejszym czynnikiem decydującym o jakości kiszonek jest zawartość suchej masy i cukrów w materiale roślinnym, którą można zwiększyć poprzez podsuszanie na pokosach. Zielonki podsuszane kiszą się łatwiej, dają dobrą i trwałą kiszonkę, nie ma strat w wyciekającym soku kiszonkowym. Zielonka powinna być podsuszana na pokosie do zawartości 35-40% suchej masy. Na uzyskanie takiej wilgotności wystarczą dwa dni, a przy upalnej pogodzie – nawet jeden dzień. Pomaga w tym przetrząsanie pokosów (trawy z dużym udziałem koniczyny należy przetrząsać mniej intensywnie, ponieważ jej liście wysychają szybko i stają się łamliwe). Proces zakiszania w dużych belach owijanych folią przebiega podobnie, jak w pryzmach i silosach, niezbędne są jednak dodatkowe maszyny i urządzenia. Bele można przechowywać przez 12 miesięcy. Jakość zakiszanych surowców można podnieść stosując dodatki kiszonkarskie, np. konserwanty lub inokulanty zawierające zestaw szczepów bakterii produkujących kwas mlekowy.
Użycie tych preparatów pozwala na przyspieszenie i właściwe ukierunkowanie procesu fermentacyjnego, z zachowaniem składników pokarmowych, poprawę jakości białka, dzięki obniżeniu ryzyka powstawania amoniaku w kiszonce, ochronę stabilności skarmianej pryzmy poprzez ograniczenie rozwoju drożdży i pleśni. Wartość pokarmowa kiszonki uzależniona jest od składu chemicznego zakiszanych roślin oraz stosowanych technik zakiszania. Dobrej jakości kiszonka powinna charakteryzować się parametrami zbliżonymi do surowca wyjściowego.
Ocenę jakości kiszonki można przeprowadzić metodami organoleptycznymi, chemicznymi, mikrobiologicznymi i bezpośrednio na zwierzętach. W praktyce najbardziej przydatna i stosunkowo prosta do wykonania jest ocena organoleptyczna. Polega ona na określeniu jakości kiszonki na podstawie jej barwy, zapachu, struktury i smaku. Prawidłowo sporządzona kiszonka powinna mieć przyjemny, aromatyczny zapach, lekko kwaśny smak, powinna zachować strukturę i barwę materiału, z którego została sporządzona.
Na podstawie uzyskanych punktów za poszczególne cechy określa się jakość kiszonki:
- 15-16 pkt – bardzo dobra jakość kiszonki,
- 13-14 pkt – dobra jakość kiszonki,
- 9-12 pkt – średnia, mierna jakość kiszonki,
- 5-8 pkt – zła jakość kiszonki,
- 0-4 pkt – bardzo zła jakość kiszonki.
Tab. 1. Ocena organoleptyczna kiszonek wg klucza królewieckiego
Wyniki analiz chemicznych kiszonki pozwalają ocenić jej jakość i wartość pokarmową oraz stanowią niezbędne dane do określania zawartości składników pokarmowych w dawkach.
Zakres oferowanych analiz chemicznych jest różny i zależy od możliwości poszczególnych laboratoriów oraz od przydatności i wykorzystania badanych parametrów w celu wyliczenia dawek pokarmowych.
Tab. 2. Zawartość kwasów organicznych (%) w zależności od przebiegu fermentacji (wg Seglar, 1997)
Zawartość kwasów w kiszonce i ich wzajemne proporcje warunkują prawidłowy przebieg procesu zakiszania. W kiszonce z całych roślin kukurydzy zawartość kwasów waha się w granicach 5-10%, natomiast w kiszonce z traw i lucerny wynosi 10-15%. Laboratoryjna ocena kiszonki obejmuje określenie kwasowości (pH) zakiszonego materiału oraz zawartość najważniejszych kwasów kiszonkowych: mlekowego, octowego i masłowego. Na podstawie wzajemnych proporcji kwasów ocenia się jakość kiszonki.
Kwas mlekowy jest najważniejszym wskaźnikiem jakości kiszonki. Jego zawartość w suchej masie powinna wynosić od 7 do 10% w kiszonce z całych roślin kukurydzy i 8-12% w kiszonce z traw i lucerny, w sumie ilość kwasów kiszonkowych powinna stanowić około 70-80%. Warunkiem osiągnięcia prawidłowej koncentracji kwasu mlekowego w kiszonce jest odpowiednia zawartość suchej masy (ok. 35%) w materiale przeznaczonym do zakiszania oraz właściwe ubicie i uszczelnienie silosu lub pryzmy. Kwas mlekowy ma silne właściwości konserwujące.
Kwas octowy w nadmiernych ilościach jest niepożądany w kiszonce, jego maksymalna ilość nie powinna być wyższa niż 2-3% suchej masy, natomiast w sumie kwasów kiszonkowych nie powinno go być więcej niż 10-20%. Prawidłowe sporządzenie kiszonki, a zwłaszcza ograniczenie dostępu tlenu poprzez odpowiednie ugniecenie zakiszanej masy warunkuje odpowiednią zawartość kwasu octowego w kiszonce.
Obecność kwasu masłowego w kiszonce jest niepożądana. Dopuszczalna koncentracja kwasu masłowego wynosi 0,3% w suchej masie kiszonki. Jego obecność powoduje nieprzyjemny zapach i gorzki smak kiszonki, przez co obniża się pobranie paszy. Bakterie kwasu masłowego powodują gnilny rozpad substancji organicznej, a tym samym psucie się paszy. Kiszonki takie odznaczają się wówczas obniżoną wartością odżywczą i mniejszą smakowitością.
Tab. 3. Ocena kiszonek według skali Fliega – Zimmera
Na podstawie uzyskanych punktów określa się jakość kiszonki:
Analizy chemiczne kiszonki oprócz oznaczenia kwasów decydujących o ich jakości i przydatności do skarmiania obejmują także oznaczenie suchej masy, białka ogólnego, popiołu surowego, tłuszczu surowego i włókna surowego.
Odczyn pH jest jedną z podstawowych wartości określających przebieg procesu fermentacji, optymalna wartość pH kiszonki powinna wynosić od 4 do 5, w zależności od zawartości suchej masy. Kiszonka sporządzana z roślin przewiędniętych bądź podsuszonych ma mniejszą kwasowość (wyższe pH). Im niższe pH kiszonki, tym więcej zawiera ona kwasu mlekowego, natomiast pH powyżej 5,0 wskazuje na znaczne ograniczenie procesów fermentacyjnych, co ma miejsce w przypadku podwyższonej zawartości suchej masy w surowcu (pow. 40%).
PH kiszonki w zależności od zawartości suchej masy w surowcu:
- < 30% – pH 3,9-4,2;
- 31-40% – pH 4,4-5,0;
- > 40% – pH 4,6-5,2.
Białko ogólne – jego ilość określa się na podstawie oznaczenia zawartości azotu ogólnego w paszy. Kiszonka z kukurydzy zawiera mniejszą ilość białka niż np. kiszonka z traw i roślin motylkowatych.
W procesie fermentacji może dochodzić do strat związków azotowych, przy prawidłowym przebiegu straty te są niewielkie. Powstawanie w kiszonce amoniaku i innych związków azotowych niebiałkowych niekorzystnie wpływa na jakość i pobieranie kiszonki. Zawartość azotu amoniakalnego wskazuje na zaawansowanie procesów rozkładu białka i procesów proteolizy (hydrolityczny rozkład wiązania peptydowego). Udział azotu w postaci N-NH3 w stosunku do N-ogólnego w kiszonce nie powinien przekraczać 12% w stosunku do całej ilości azotu.
Jakość kiszonki oceniana na podstawie stosunku azotu amoniakalnego do całkowitej zawartości azotu ogólnego przedstawia się następująco:
Kolejnym parametrem określającym jakość kiszonki jest zawartości azotu nierozpuszczalnego w kwaśnym detergencie (ADIN). Niestrawna frakcja azotu (nierozpuszczalnego) świadczy o nieprawidłowym przebiegu fermentacji, w słabo ubitym materiale dochodzi do samozagrzania się kiszonki w trakcie fermentacji, w wyniku czego dochodzi do uszkodzenia białka ogólnego. ADIN jest wskaźnikiem termicznego uszkodzenia kiszonki. W ten sposób może dochodzić do trwałego związania niektórych aminokwasów (szczególnie lizyny) z węglowodanami, w wyniku czego powstają trudnodostępne dla enzymów proteolitycznych aminocukry. Wyższa zawartość ADIN w kiszonce świadczy o ograniczonej wartości pokarmowej białka, mimo jego dostatecznej zawartości jest ono nie trawione przez zwierzęta. Zawartość ADIN w suchej masie kiszonki nie powinna przekraczać 9-10% azotu ogólnego.
Tłuszcz surowy jest „energetycznym” składnikiem paszy. Zawartość tłuszczu w roślinach kształtuje się na poziomie 0,1-5,0%, wyjątek stanowią nasiona roślin oleistych. Pasze stosowane w żywieniu przeżuwaczy nie powinny zawierać zbyt dużych ilości tłuszczu.
Włókno surowe jest bardzo ważnym wyznacznikiem oceny paszy. Na zawartość włókna surowego składa się głównie celuloza, hemiceluloza i lignina. Duże ilości włókna zawierają pasze objętościowe (siano, słoma). Zbyt duża ilość włókna w paszy ogranicza jej pobranie i strawność innych składników pokarmowych. W paszach objętościowych, w tym w kiszonkach wykonuje się także oznaczenie poszczególnych frakcji włókna (NDF, ADF, ADL).
Włókno neutralno-detergentowe (NDF) decyduje o strukturze paszy, wpływając przez to na jakość fermentacji w żwaczu. Pobranie paszy zależy od zawartości w niej neutralnego włókna detergentowego (NDF). Im niższa jest zawartość NDF w paszy, tym zwierzę zjada większą jej ilość. Dla krów mlecznych optymalna koncentracja NDF w s.m. dawki pokarmowej powinna wynosi 27-32%, a dzienne pobranie NDF waha się od 0,8 do 1,2% ich masy ciała.
Włókno kwaśno-detergentowe (ADF) zawiera w swoim składzie celulozę, ligninę, krzemionkę, nierozpuszczalne białko i popiół, czyli najmniej strawne składniki paszy. Stawność składników pokarmowych jest ujemnie skorelowana z zawartością frakcji ADF w paszy.
Kwaśno detergentowa lignina (ADL) – jest częścią frakcji ADF. Części roślin zawierające ligninę nie są trawione przez zwierzęta, jej połączenia z celulozą obniżają strawność roślin.
Koncentracja frakcji NDF i ADF w paszach wzrasta wraz z dojrzewaniem roślin, stąd bardzo ważny jest zbiór roślin w odpowiedniej fazie rozwojowej.
Węglowodany niewłókniste (NFC), określane często są jako frakcja niestrukturalna (NSC). W ich skład wchodzi skrobia, cukry oraz nieskrobiowe polisacharydy takie jak pektyny, beta-glukany, fruktany oraz galaktany. Zalecany poziom NFC waha się w przedziale 35-40% suchej masy.
Popiół surowy stanowi sumę składników mineralnych oraz ewentualnych zanieczyszczeń nieorganicznych występujących w paszy. Ilość popiołu w poszczególnych paszach jest stabilna, a ilości znacznie odbiegające od normy mogą świadczyć o znacznym zanieczyszczeniu paszy np. glebą.
Analiza zawartości skrobi, której zawartość w kiszonce ma istotny wpływ na wartość energetyczną tej paszy i pulę łatwostrawnej, tzw. szybkiej energii. Kiszonka z ziarna
kukurydzy może zawierać nawet około 30-35% skrobi w s.m. kiszonki. Znajomość zawartości skrobi w kiszonce jest konieczna do prawidłowego zbilansowania dawki pokarmowej pod względem energetycznym.
Kiszonka może także w swoim składzie zawierać pewne ilości alkoholu, ponieważ bakterie beztlenowe fermentacji mlekowej w początkowej fazie zakiszania mogą wytwarzać etanol. W dobrej jakości kiszonce alkoholu powinno być nie więcej niż 0,5% suchej masy.
Dobrej jakości kiszonka z traw powinna zawierać 30-40% suchej masy, maksymalnie 20-25% włókna surowego w suchej masie oraz minimalnie 15% białka ogólnego w suchej masie. Badania naukowe dowodzą, iż wzrost strawności włókna o 1% zwiększa pobranie suchej masy paszy o 0,18 kg, co powoduje wzrost produkcji mleka FCM o 0,25 kg.
W prawidłowo przebiegającym procesie fermentacji dochodzi do rozwoju pożądanej mikroflory (bakterie kwasu mlekowego), co jednocześnie zapobiega rozwojowi mikroorganizmów niekorzystnych takich jak: pleśnie, drożdże, bakterie Clostridium, Enterobacteriaceae, proteolityczne.
O jakości mikrobiologicznej kiszonki decyduje identyfikacja rodzaju i liczebność populacji drobnoustrojów.
W źle zakiszonych kiszonkach mogą pojawić się toksyczne aminy, kwasy oraz mikotoksyny. Skażenie kiszonek mikotoksynami jest powszechnie występującym problemem. Mikotoksyny to toksyny wytwarzane przez niektóre gatunki grzybów (pleśni) z rodzajów: Aspergillus, Penicillum, Fusarium, Rhizoctonia, Claviceps i Stachybotrys. Niestety, pasza narażona jest na nie, nie tylko w magazynach przechowalniczych, ale również na polu, gdzie porażeniu ulegają już rośliny. Wilgotność względna powietrza (WWP) powyżej 70% stymuluje tworzenie mikotosyn. Dla ludzi i zwierząt już bardzo małe dawki mikotoksyn są niezwykle szkodliwe. Szczególne zagrożenie mikotoksyny stanowią dla przeżuwaczy, zwłaszcza dla bydła. Najważniejszym sposobem w zapobieganiu zatruciom mikotoksynami jest odpowiednie przechowywanie paszy oraz stała jej kontrola przed każdorazowym podaniem zwierzętom. Monitorowanie występowania mikotoksyn w paszy jest bardzo trudne. Nie występują one bowiem w całej objętości kiszonki, lecz tylko ogniskowo. Pobierając próbkę z jednej partii, można w ogóle nie trafić na jej zakażone warstwy. Ponadto badania w kierunku mikotoksyn są drogie i należy odnieść je do konkretnego materiału paszowego.
Ocena jakości kiszonek jest ważnym i koniecznym elementem racjonalnej gospodarki paszowej i w praktycznym żywieniu bydła mlecznego i opasowego. Wyniki tej oceny umożliwiają podjęcie właściwej decyzji dotyczącej udziału w żywieniu lub skierowaniu jej dla innej grupy użytkowej, np. bydła opasowego, czy krów o niskiej wydajności.
