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青贮制作的关键性技术
发布时间:2018/1/2   点击次数:64次

一、青贮历史回顾
  “青贮”一词来源于希腊语“siros”,即用“地窖”或 “地洞”贮藏人类的食物。早在4000年前埃及人就在石制容器中青贮小米了(历史学家们认为最初是源于献祭。剩余的作物种子告诉了我们其真正的用途。大约在同一时期中欧的凯尔特人便已开始青贮甘蓝了。腌制过的甘蓝至今仍是德国人最爱的食品腌甘蓝。约2000年前日尔曼人便开始贮藏青贮食物了。即将整根的植株放入地洞并用厮肥覆盖。最早有关牧草青贮的报道来自13世纪的意大利。由于多雨,北欧及中欧从18世纪开始系统的制作牧草青贮(从那时起农户们便已获知,田间干燥的牧草并不是优质的牛饲料)。
  19世纪中叶开始深度的对牧草或玉米作物的青贮进行探究。第一次有关这一课题的探究是在1883年,是当时英国政府给的命题。该研究的结果是:“玉米是地间作物,是最适合青贮的作物”,其饲用价值堪与干草相媲美。然而玉米当时只能在温热气候下生长,而且其营养值会因为所含玉米棒的比例小及玉米粒的不够成熟而相对较低(比优质牧草高不了多少)。且这次研究带来了重要的发现:“青贮是个细菌变化过程”。当时人们(约130年前)将青贮分为“甜青贮”(可能是因为乳酸菌的生成)和“酸青贮”。之所以称为“酸青贮”可能是因为其令人不悦的气味(丁酸醋酸)。当时的专业人士们认为优质青贮的前提是有氧发酵(即有空气参加),且伴有发热。
  到了1920年,德国及斯堪迪那维亚的专家们说只有排出空气青贮才能理想发酵。青贮物料中必须“冷发酵”。当时的人们已经知晓,青贮发热表示物料已经开始霉变了。
  于1920年,人们还有一个惊人的发现:乙酸可有效保证青贮的质量,即可有效抑制那些有害菌的滋生。第一代真正有效的青贮剂就此诞生。
二、青绿饲料贮藏保鲜的方法
  1.干燥
干燥是最古老的贮藏饲用青绿饲料的一种方式,干燥贮藏后的饲料供牲畜在冬季食用。“动物的饲料只在其生长季才生长,但我们却要保证动物在一整年都能吃到可口的饲料”。这句话乍看起来是理所当然,不需要额外的提出。但是人类却在从饲养家畜开始便一直在摸索制作饲料的方式。最初的方法是简单的将物料至于阳光下晒干。现在我们知道了,用干燥这种方式会遇到很多风险,而且完全无法避免大量损失的产生。
在潮湿的天气里需要超过3天的时间才能获得可贮藏的干草(苜蓿、牧草等)。若期间遇到雨天,则其田间阶段还要再延长1-2天。有时遇到极端天气,则物料可能要在田间搁置超过2周,这时就会有新的植株幼芽从物料切割的位置长出。用这样的方式制作出的饲料无法作为优质饲料饲喂奶牛,因为这样的饲料只会降低产奶量,甚者还会损害奶牛的健康。
  对于大多数地区来说,因为干燥牧草或苜蓿需要昂贵的设备且消耗能源较高,因此很少考虑这么做。唯一真正能将损失量降到最小的贮藏饲料的方式是青贮。
  2. 青贮也伴随有损失
在后面的篇幅中我们将着重讲青贮的生物化学进程。这里首先说明在有机质中发生着哪些生物或化学的变化。
 因发酵引发的损失主要与物料、环境及操作技术(空气从物料中排出的越快,因呼吸引发的损失就越小)有关。这类损失相对来说是非常小的,无需计算在饲料成本中,因为它们属于自然损失,即是自然规律。
  物料过湿的话则会因其渗出的汁液而或多或少的有所损失。只要别收割过嫩的物料(如尚未成熟的玉米)便可避免汁液过多的流失。同样雨水也会带走物料中的营养物质。事实上在实际操作中是无法完全避免汁液不流出的。为了便于渗出的汁液流可顺畅排出,应在青贮窖边挖出沟槽,以便排水。这样一来还可将流出的汁液作为肥料浇地。
  三、青贮的原理
  微生物利用植物组织中的糖类(贮藏在植株细胞中)作为底物,并把它们转化为有机酸类,从而实现对作物进行保鲜贮藏的过程就是青贮。青贮的质量受下列因素的制约:(1)用来青贮的作物种类;(2)微生物的活动;(3)人们的辛勤劳作。待青贮的作物会经过机械处理并通过各种技术在厌氧的环境下被贮藏。
  成功的青贮发酵其最基本的必要条件在于:
  ◇在作物中有足够的可发酵的碳水化合物(可供利用的糖分);
  ◇有适合的微生物菌群(乳酸菌)结构,生态关系平衡;
  ◇适当的物理-化学环境(厌氧,酸性)。
  人们虽然熟知该原理,但在实际操作中仍常常忽略自然规律的作用。
  四、青贮的目的
  青贮的目的是保持青绿饲料的营养特性,以使得其在植被生长期外也可持续不断的供给动物以营养。贮料应满足下列条件(与干草相比):
  ◇保持饲料中各营养参数(损失量最低)
  ◇保持饲料中饮食参数以
  ◇极好的适口性
  ◇干物质采食量增加
  ◇产奶量增加
  ◇奶质持续得到提高
  青贮进程起始于田间(因田间环境不同而有所变化),入窖后进入“主发酵阶段”(因窖中环境不同而有所变化),并在牛舍饲喂中结束。因青贮环境(窖)及牛舍环境(饲喂)不同而有所变化。实时上其发酵进程在进入牲畜口中后才得以结束。因此,青贮的发酵进程或多或少受大量客观及主观因素的影响。生产者必须在具体的生产条件和要求下进行青贮制作,这点也会对青贮的最终质量产生至关重要的影响。
  在食品工业中,例如生产酸菜时,人们会对其生产的各个环节投入诸多关注,并且会对其生产的卫生条件提出严格要求,这不仅仅是出于对人们营养的安全需求考虑,也是为了保证其成功的制作及高品质的发酵进程而提出的,因为这些因素均会影响到酸菜最终的适口性。青贮在一定程度上也是一个与之相类似的过程,只不过我们是在田地间进行制作的。因此,极其重要的是:在青贮的第一刻起就要在各个细节上给予关注。这是成功的唯一途径!
  事实上,下一个青贮季就始于冬季,始于目前我们手中掌握的实验室分析结果,始于我们将青贮饲喂给动物的那一时刻。随之,我们便可对青贮制作的有效性和其对于动物健康的影响进行推测,亦即实际评估。在青贮季节到来之前,我们有足够的时间来进行准备并为下一个青贮季做计划。一般是在草地或田头积雪覆盖的农闲时节。分析错误,进行学习,制订措施,一切可以为下一个青贮季带来正面改变的因素我们都将考虑在内,这些是解决青贮制作中实际问题的有效方法和必要步骤,较早打算以免农忙季节显得手忙脚乱。
  努力及投资的结果往往从青贮的外观上便可辨出不同。优质青贮和劣质青贮之间有一个巨大的跨度。哪怕从青贮的第一分钟开始,所有的准备都已经就绪了,那也无法完全保证青贮的质量。因为,在青贮制作的过程中所有的环节都是环环相扣的,任何一点小的差池都将会严重影响青贮制作的最终结果及之后的饲喂效果。优质青贮和劣质青贮这二者在其制作成本上相差无几,但是劣质青贮对于其下游产业造成的损失却是巨大的。
  即便是在欧洲,青贮也不是每次都成功,有时制作出的青贮像堆肥,有时看似好的青贮却已开始变坏,这都是因为压实没做好的缘故。低质量青贮带来的必然结果是:产奶量降低,奶牛致病。
因操作不当而导致青贮质量低下


乍看起来密封及覆盖都很专业的青贮玉米
  乍看起来密封及覆盖都很专业的青贮玉米,薄膜下方的青贮也可能已经开始发霉变质,且开窖后的检验结果能使人“发疯”。
  如之前所述,发酵进程只有在进了取料设备后才会停止。在这之前会经过很长一段时间,并且在此期间什么都有可能发生。
  用青绿饲料制作青贮的目的如下:
  1. 与干草相比:获得的有机质及所含营养物质更多。
  2. 与干草相比:青贮制品中的营养物质含量更高且更经济实惠,青贮粗饲料中的营养物质造价比干草制品或精饲料中的都要低。与干草相比,青贮制品中营养物质的化学组成结构更适合于反刍动物的需要。营养物质的化学结构在带青贮的日粮配比中占有至关重要的位置。
  3. 与干草相比:青贮过程中的田间损失要小的多。实际上,在青贮制品身上不会出现因雨淋而导致营养流失情况。青贮过程中由于机械方式对其根茎叶进行切碎处理而造成的养分损失远远低于其晒制成干草后的营养流失。
  4. 与干草相比:收获时间更灵活,因为天气不再是问题。
  5. 与干草相比:更高效的工作组织和时间计划。与干草制作相比,青贮制作的过程更高效,更节约时间。可以保证家畜一年四季都能吃到优良的多汁料。
  6. 与干草相比:家畜对于青贮干物质的采食量更多且产能更高。奶牛自由吃食的干物质多少与粗饲料(青贮、干草)中营养物质含量的高低及其易消化性有很密切的关系。养分含量越高其消化性就越高,则其采食量也就越多。
  7. 与精料/浓缩料相比:青贮比精饲料更经济。通过青贮获得营养物质所需的成本比使用精料(浓缩饲料)所需的成本要少很多倍。其成本上的差异主要是因为,我们可通过整株作物而不仅仅是谷粒获得奶牛所需的能量及蛋白质。
 五、青贮的不足之处
  1. 在青贮制作及贮藏过程中会造成不同程度的营养损失。
  2. 青贮及干草的贮藏都受着很多因素的威胁。错误的干物质含量、压实不够、覆盖或其他操作方面的不足都将会导致营养物质大量的流失。
3. 空气的进入是青贮的大敌。
  4. 在青贮制作过程中若没有对于一些技术问题(压实、切碎等)给予重视和关注的话,在青贮取用过程中若有空气进入,则必然会导致青贮营养物质流失,并影响最终的适口性。干草则不怕空气的侵蚀。
  5. 需要强化管理。
  6. 青贮制作对于技术的要求比较严格,且青贮质量会受多方面因素的影响,因此在制作青贮时需要比干草制作投入更大的精力和耐心。无论是制作干草还是青贮,它们在田间所花费的气力几乎相差无几,然而青贮的后续制作却需要更大的投入。
  7. 青贮的制作及贮藏成本较高。
  8. 因为青贮中所含的水分比干草中的要多,因此其运输及制作成本相对较高。
  9. 经济投入较高。
  10. 青贮制作中对于机械、人力及建造等方面投入的成本要高于干草的。
  11. 青贮的销售不那么容易。
  因为青贮中所含的水分比干草中的要多,因此其运输及制作成本相对较高,且在开窖取用之后很难对其进行再保质。这些因素造成了青贮不像干草那样便于销售。
六、发酵的基础
  什么会被发酵呢?所有的有机质都会经历生物降解过程。在此过程中会出现各种不同的化学混合物并伴有发热,但并不是所有的生物变化过程都是优质饲料所期望的。
     之前已讲过,青贮就是将水溶性碳水化合物(糖分)发酵成乳酸。很多“有害菌”同样是厌氧的,因此,仅仅是排除空气还远远不够。我们必须对这类“有害菌”做进一步的分析,因为这些细菌同样可以依靠糖分及蛋白质存活。然而,自然界中梭菌、杆菌等细菌对环境的要求与乳酸菌有所不同。
乳酸菌是厌氧菌,在pH值为4时仍繁衍生息,并且它对温度的耐受性很强。而其它厌氧菌则随着pH值的降低逐渐受到抑制。且梭菌和杆菌需要较温暖的环境。真菌是需氧菌,其对pH值及温度的耐受性很高。梭菌和杆菌生活在土壤中,通常是通过土壤或肥料沾染到物料上的。而酵母菌在厌氧环境下仍可存活。
 
  结论:青贮的命运在入窖后的第一个小时内便已决定了。空气排出的越快越干净,乳酸菌发酵开始时间的就越早,pH下降的就越快。
  水溶性糖分可极好的促进乳酸菌发酵。因此在选择收获时间及田间操作方式时应注意将糖分损失降到最低。干净的进行收割作业可保证青贮物料不会沾染上梭菌和杆菌。
  通过施用青贮剂KOFASIL可有效抑制梭菌及杆菌的繁殖,以保证乳酸菌在无竞争敌手的前提下可快速充分的繁衍生息。
  下面这样的饲料会严重影响产奶量、奶牛健康及受孕率。
生成的红曲霉菌(Monascus ruber)
 
娄地青霉菌(Penicillum roquforti)

  七、发酵过程中有哪些生物化学进程值得关注?
  1.乳酸
  乳酸决定着青贮的质量及饲料的适口性。我们必须全程关注乳酸菌生成的情况。
  乳酸可使pH值降低(饲料变酸),有助于青贮保鲜防腐,保证饲料有较好的味道及适口性,保证奶质,保证产奶量。
  当出现以下情况时,乳酸生成的就会受到影响:
  ◆干物质含量过高(>40%)
  ◆铡切和压实程度不够时(“空气是青贮的大敌”)
  ◆青贮受到泥土污染
  ◆青贮物料中可供乳酸菌发酵的的糖分不足
  ◆蛋白质含量过高(苜蓿、三叶草)
  ◆出现有害发酵酸(丁酸、醋酸)
  乳酸不是那么稳定的,例如受到土壤污染使得梭菌在青贮中大量繁殖,乳酸菌就会因此而转化为丁酸(青贮质量会因此受到严重影响)。在下面的章节中将对此进行详述。
梭菌是乳酸菌的“敌手”
  应熟知并掌握所有技术及操作的规程及方式(例如选择适当的收割时机,收割时不要离根部过近,尽可能缩短田间阶段——不要超过一夜,凋萎程度不要超过35%干物质;清洁作业等)。此外还有其它寄生在植株表面的微生物也会阻碍青贮的正常发酵。
  2.梭菌——经常被乳品企业所低估的一个危险因素
  梭菌通常寄生在土壤中,物料经常因沾染土壤而染上梭菌(因雨,机械处理)。梭菌与乳酸菌一样都是厌氧菌。它们也会使碳水化合物及蛋白质发酵。
 梭菌的繁衍可谓是“恶性循环”
  循环是不会有结束的。有哪些危险因素会对青贮的质量产生影响,或者是否会对它产生影响,这都始于人们做决定的那一刹那,即何时以及将多少粪肥施用在田间,是否应将它们清理干净,这些都有赖于我们的决定,因为粪肥等是青贮、牛舍环境及牛奶沾染梭菌的来源。
  土壤可为梭菌提供良好的生存环境(它是土壤寄生物)。通过耕作使得梭菌进一步大量繁殖。因错误的施用粪肥及在收割时将土壤夹带入物料导致日后梭菌在青贮中繁殖并生成大量的梭菌孢子,就此形成了“梭菌的恶性循环”,如下图所示:

  病原式梭菌的繁殖都会导致疾病的爆发,而其它形式的梭菌的繁殖会导致青贮变坏,并会对乳制品的下游生产造成严重影响。
  梭菌通过土壤污染物料。若青贮中没有什么物质可抑制梭菌的话,梭菌就会肆无忌惮的繁殖,并在伴随着能量大量损失的情况下生成丁酸。带有梭菌的青贮还会对饲舍的空气、牛奶及粪便造成污染,通过粪便土壤会再次被梭菌所污染。恶性循环就此拉开序幕。
专业的青贮制作方式可有效保证青贮的质量
现今在制作青贮的过程中施用添加剂已是很平常的事情。在一些较为困难的条件下,如青贮物料的凋萎程度不够、蛋白含量过高、物料沾染泥土……(如苜蓿),施用混合的化学制剂是最好的选择。之前发明的那种刺激性较大的酸制剂现今已被操作简便、环保的由食品防腐混合制剂所替代。
摘要:梭菌是孢子的前身,孢子可在厌氧环境下大量繁殖。它们会使有机物腐化(尸体!)。肉毒杆菌Clostridrium botulinum会生成肉毒素,它会带来肉毒杆菌毒素。毒素会导致蛋白质分解,由此会导致肌肉麻痹,舌头及下颚张力减弱,吞咽麻痹,口水增多。一旦出现肉毒杆菌毒素就无法治愈。只有通过制作优质青贮来避免毒素的生成。一旦出现肉毒杆菌毒素临床病症就禁止屠宰!
  劣质青贮(青贮中乳酸发酵不够且pH值不够低)带来的只能是劣质原奶,用劣质原奶根本无法制出优质的奶制品来!
  优质青贮的标准值:青贮中的丁酸含量应为“零”(苜蓿青贮中经常很难达到),无论如何也不能超过0.3%。
  李氏杆菌也是个问题
  李氏杆菌病是因受Listeria monocygotenes而感染的。其病原体是由受污染的青贮
或受污染的水源带给牲畜的。唯一有效的预防方法就是讲卫生——提供干净卫生的饲料和环境!与梭菌不同的是它有可能是因为牲畜吃食了含有该细菌的饲料而致病,而梭菌则是因为其会产生毒素而致病。

 

结论:若通过未加热的生鲜奶可制作出优质奶酪便可获知奶牛吃食的青贮未被梭菌或李氏杆菌所感染。
  只有通过化学制剂才能真正有效的抑制住梭菌、李氏杆菌及其它有害菌。
  0.2%的丁酸含量(干物质=35%)还尚可忍受,特别是当物料的蛋白含量较高时(如苜蓿、三叶草、蛋白含量高的混合牧草)。在丁酸发酵作用下蛋白质会不可避免的被分解并生成氨。这也会严重损害青贮的质量。

  3.醋酸
  像大肠杆菌这类的细菌也是厌氧菌,它们会通过碳水化合物生成醋酸, 在此过程中会大量的消耗能量。有些大肠杆菌菌族甚至有霉变的作用。
  在含有足够的乳酸的酸性环境下其含量不超过1% ,此时是构成青贮达到稳定需氧环境的基础。
  4.NH3-氨
  氨不是青贮中所希望出现的物质。氨本身并没有什么毒性,但是氨含量高则说明了蛋白质分解较为严重。而蛋白质的分解会降低饲用价值。
  总氮中氨态氮含量应不超过8%~12%。施加了苜蓿青贮剂的青贮其总氮中氨态氮含量达到12%是很正常的。但若未施加苜蓿青贮剂的青贮其总氮中氨态氮含量达到了12%,则说明青贮中有蛋白质被分解。
  在下列情况下会出现氨NH3。物料在含水量较高时青贮且青贮中有丁酸生成;物料受土壤污染(灰分含量较高);物料受肥料污染 (在将近收割前还施加粪肥,天气较干燥);入窖后pH值下降的太慢;厌氧环境创造的太慢;有利于梭菌、杆菌及霉菌繁殖的条件。
  5.酒精
  酵母菌将碳水化合物发酵后会生成酒精(+热量)。在青贮中有空气留存(压实程度不够)或未密封覆盖或在取用时有空气侵入时,会发生上述情况。但即便是在厌氧环境下酵母菌仍能存活,这就使得青贮很难达到稳定状态(保质)。酵母菌会降低饲料采食量。干物质中的酒精含量不得超过1%,一旦超过1%就说明青贮中的能量已大量被消耗,即大量能量损失。
  6.毒物
  在下列情况下毒物会由霉菌而生成:在青贮中有空气留存(压实程度不够);或未密封覆盖;或在取用时有空气侵入。
  有些在田间阶段就已经出现。天气条件及土壤环境在其中有着很重要的影响。因此必须要对作物的种类及基因进行选择,并关注当地的气候及土壤环境。经常出现的错误是:为了增加收获量而在不适宜的地区种植晚熟型玉米。该作物于是在深秋季节还未被收获,人们这样做的目的仅仅是想多收获些籽粒。但这绝对是个误区。到最后田间的玉米上会滋长很多真菌和镰刀菌Fusarium,并且随着温度的逐渐走低,植株内部会滋生出很多毒素(如呕吐毒素)。
 结论: 很明显发霉的饲料是不能饲喂给牲畜的。它们是有毒垃圾,并且应按有毒废物处理掉。这是出于对动物的保护,同时也是在保护人类自身!
  7.pH-值
  下列范围内的pH值属正常范围:4.2或更低 (针对玉米和牧草);低于4.6~4.8 (针对苜蓿,三叶草)。
  导致pH值升高的原因如下:缓冲值过高;青贮物料含水量高,如 25 %干物质含量(苜蓿,三叶草);干物质含量过高(干物质>50%的三叶草和苜蓿,干物质>40%的玉米青贮物料);青贮制作期间天气很冷;受土壤、粪肥的污染;梭菌繁殖发霉的青贮。  若入窖青贮的第一天就能生成2%的乳酸,就说明其发酵是很理想的。醋酸含量必定低于1%,丁酸含量为零(无曲线), 青贮因乳酸的生成而呈酸性(pH值的范围在4)。此处所列的这种理想的发酵进程对于玉米来说不是什么难题,只要物料够成熟且遵循青贮的操作规程便可实现。但若物料的糖分含量低而蛋白含量高(如苜蓿),则在这类青贮中经常会伴随有丁酸出现,且其pH值无法快速的显著的降低。  

现实中经常出现的问题是,乳酸的确是会生成,但是其生成的速度过慢,生成的过晚。受污染的物料中通常含有大量的梭菌孢子。这些细菌会使糖分发酵生成丁酸,会将蛋白质分解生成氨,同时pH值也会随之升高。养殖户们则会在开窖后大吃一惊,因为展现在他们眼前的是散发着刺鼻气味的(丁酸),有时甚至是发臭的青贮。这是在制作苜蓿或其它高蛋白含量作物的青贮时经常出现的情况。人们将之称为“青贮倾覆”。

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