FI66282C

FI66282C - Foerfarande foer ensilering av groenfoder eller fullsaed

Info

Publication number: FI66282C
Application number: FI823736A
Authority: FI
Inventors: Matti Heikonen; Tauno Moisio; Matti Harju
Original assignee: Valio Meijerien
Priority date: 1982-11-02
Filing date: 1982-11-02
Publication date: 1984-10-10
Also published as: EP0108568B1; HUT36174A; DE3372566D1; EP0108568A1; JPH032498B2; HU194583B; ATE28389T1; US4751089A; PL244403A1; FI66282B; JPS59501934A; PL139541B1; DK295084A; WO1984001694A1; FI823736A0; FI823736L; DK295084D0; JPH02265443A; SU1463120A3

Description

66282

Menetelmä tuorerehun tai kokoviljan säilömiseksi Tämä keksintö kohdistuu menetelmään tuorerehun tai koko-viljan säilömiseksi.

Kun niitetty rehumassa suljetaan ilmanpitävään säilöön, rehun helppoliukoiset hiilihydraatit käyvät edullisimmassa tapauksessa maitohapoksi, ja syntynyt maitohappo alentaa rehun pH:n arvoon 4 tai sen alle. A.I. Virtasen tuunettujen tutkimusten perusteella tiedetään, että rehumassan pH:n alentuessa arvoon 4 tai sen alle estyvät sellaiset rehun laatuun vaikuttavat biologiset tapahtumat kuin hengitys, valkuaisaineiden hajoaminen ja voihappokäyminen.

Tunnetun AIV-menetelmän mukaan rehumassan riittävän alhainen pH varmistetaan lisäämällä happoja. Tällöin siis riittävä happamuus saavutetaan ilman, että rehun omia hiilihydraatteja kulutetaan maitohapon muodostukseen. Helppoliukoiset hiilihydraatit voidaan näin säästää märehtijän omassa ruoansulatus järjestelmässä hyödynnettäviksi.

Mikäli kuitenkin rehun säilyttäminen halutaan tehdä rehumassan maitohappokäymisellä, muttei haluta kuluttaa liikaa rehun omia helppoliukoisia hiilihydraatteja, voidaan rehuun lisätä melassia, heraa tai jotakin muuta helppoliukoista hiilihydraattia maitohappokäymisen raaka-aineeksi.

On myös tunnettua, että eräs mahdollisuus riittävän helppoliukoisen hiilihydraattimäärän säilyttämiseksi rehumassan mai-tohappokäymisessä on tuottaa rehun omasta selluloosasta sellu-laasiseoksilla liukoisia hiilihydraatteja. Käytettävä sellu-laasi voi olla peräisin esimerkiksi Aspergillus niger'istä, Aspergillus oryzae'sta tai Tricoderma reesei'sta. Sellulaasi-valmisteita voidaan käyttää myös happoperustaisessa AIV-rehu-säilönnässä lisäämään rehumassan helppoliukoisten sokerien määrää. Riittävän glukoosituotannon kannalta on tärkeätä.

2 66282 että käytettävä entsyymiseos sisältää sellulaasin ohella myös hemisellulaasia ja β-glukosidaasia /Vaisto, T., Heiko-nen, M., Kreula, M. ja Linko, T., J.Sei.Agr.Soc. 50 (1978) 392-397?.

Vaikka rehun käymiskykyisten hiilihydraattien määrää lisättäisiin sellulaasivalmisteilla, riittävä maitohappokäy-minen saattaa silti olla epävarmaa. Tämän vuoksi on sellu-laasipreparaatteja käytettäessä säilönnän yhteydessä lisätty orgaanisia tai epäorgaanisia happoja, esimerkiksi muurahaishappoa 2 litraa tonniin rehua, ja täten varmistettu maitohappokäyminen. Eräs toinen mahdollisuus on lisätä rehuun sopivia maitohappobakteeripreparaatteja.

Keksintö perustuu siihen tunnettuun seikkaan, että glukoosista saadaan glukoosioksidaasi-entsyymillä (GOD) glukoni-happoa seuraavan kaavan mukaan:

GOD

Glukoosi + H20 + 02 --- glukonihappo + H202

Muuttamalla rehuun tai kokoviljaan sisältyvä glukoosi glu-koosioksidaasilla glukonihapoksi edellä esitetyn kaavan mukaisesti voidaan täten pH alentaa säilöntää varten haluttuun arvoon ainakin pääasiassa yksinomaan entsymaattisesti.

Keksintö kohdistuu näin ollen menetelmään nurmirehun ja ko-koviljan säilöntään, jossa menetelmässä silputtuun nurmirehuun tai kokoviljaan lisätään niiton tai säilöönpanon yhteydessä 10 000 - 10 000 000 IU glukoosioksidaasia tönnia kohti rehun tuorepainoa tai kokoviljaa rehuun tai kokoviljaan sisältyvän glukoosin muuttamiseksi rehun tai viljan pH:ta säilöntää varten haluttuun arvoon alentavaksi glukonihapoksi ja hapen kuluttamiseksi.

Glukoosioksidaasiatftiivisuuden määrityksen mukaan kansainvälinen yksikkö IU on se entsyymimäärä, joka aiheuttaa 10 ^,ul:n hapen kulutuksen minuutissa, kun substraattina on 3,3 % glukoosi fosfaattipuskurissa pH 5,9, lämpötila on 35°C ja happea on ylimäärin.

3 66282

Glukoosioksidaasin mukana voidaan rehuun tai kokoviljaan lisätä myös sellulaasia, hemisellulaasia ja/tai β-glukosidaa-sia glukoosin tuottamiseksi sinänsä tunnetulla tavalla.

Glukonihapon muodostumisen yhteydessä syntynyt vetyperoksidi hajoaa rehumassassa olevan katalaasin vaikutuksesta vedeksi ja hapeksi: katalaasi 2 H202 --------- 2 H20 ♦ 02

Vapautunut happi palautuu kiertoon ja kuluu vähitellen loppuun. Hapen poistaminen prosessin yhteydessä on myös tärkeätä säilönnän onnistumisen kannalta, sillä täten voidaan lamauttaa rehumassan aerobinen ja samalla sokereita kuluttava hengitys sekä estää homeiden kasvu.

Keksinnön erään sovellutusmuodon mukaan lisätään täten rehuun tarvittaessa myös katalaasia glukonihapon muodostumisen yhteydessä syntyvän vetyperoksidin muuttamiseksi hapeksi ja vedeksi. Tämä voidaan esimerkiksi saada aikaan käyttämällä glukoosioksidaasia, joka sisältää katalaasiaktiivisuutta siten, että rehuun tai kokoviljaan lisätään glukoosioksidaasin mukana 500 - 5 000 000 Baker-yksikköä katalaasia tonnia kohti rehun tai kokoviljan tuorepainoa. / r /

Katalaasiaktiivisuuden määritys Baker-yksikköinä on esitettu / artikkelissa Scott, D. ja Hanmer, F.: Enzymologia 22 (1960), 194-200./^ /"

Maitohappokäymisen varmistamiseksi entsyymien mukana voidaan rehuun tai viljaan myös lisätä sinänsä tunnettu maitohappo-käymistä edistävä maitohappobakteeripreparaatti sekä heraa, laktoosin suhteen hydrolysoitua heraa, melassia tai muita sokereita väkevöitynä liuoksena tai kuivattuina. Edelleen voidaan entsyymien mukana lisätä sinänsä tunnettuja virhekäy-mistä estäviä suoloja, kuten formiaattia ja/tai bentsoaattia ja/tai nitriittiä.

Mikrobien kasvu biologisessa materiaalissa on riippuvainen veden aktiivisuudesta. Monille haitallisille bakteereille veden aktiivisuus ei saa olla alle 0,90-0,95. Säilörehun ve-denaktiivisuuteen voidaan vaikuttaa paitsi rehun esikuiva- i i 4 66282 tuksella myös lisäämällä rehuun suoloja, sokereita tai vettä sitovia aineita. Koska märehtijän ruokinnassa on joka tapauksessa käytettävä suolalisäyksiä, on täten edullista käyttää suolat hyväksi jo säilöntävaiheessa. Säilönnän kannalta lisättävät suolat ovat reaktioltaan parhaita happamina. Esimerkkinä sopivista suoloista voidaan mainita magnesium-, kalsium- ja ureafosfaatti, kalsium- ja natriumformiaatti ja natriumkloridi.

Glukoosioksidaasin aktiivisuuden kannalta on myös edullista, että rehumassan pH on alusta alkaen hieman laskettu. Edellä mainitut happamat suolat saavat aikaan tällaisen vaikutuksen. Mikäli säilönnän yhteydessä ei käytetä happamia suoloja, voidaan lisätä orgaanisia happoja, kuten muurahais-, etikka-, maito- tai glukonihappoa, tai mineraalihappoja, kuten rikki-, suola- tai fosforihappoa. Lisätty määrä on kuitenkin huomattavasti pienempi kuin normaalissa AlV-säilön-nässä, esimerkiksi muurahaishappoa käytettäessä lisätty määrä voi olla 1-2 litraa rehutonnia kohti.

Glukoosioksidaasilla glukoosista saatu glukonihappo on ei-toksinen eikä aiheuta tavallisissa pitoisuuksissa eläimissä ruuansulatuselinten ärsytystä. Glukoosioksidaasi ja glukonihappo ovat elintarvikkeiden yleisesti/hyväksyttyjä lisäaineita mm. säilöntätarkoituksiin. Glukonihappo alentaa myös tehokkaasti rehun pH:ta, sillä sen pH on 1-prosenttisena vesiliuoksena noin 2,8.

Keksinnön havainnollistamiseksi esitetään seuraavat esimerkit. Esimerkki 1

Vastaleikattuun ruohoon lisättiin 0,005 % glukoosioksidaasivalmistetta ruohon tuorepainosta. Glukoosioksidaasivalmisteen aktiivisuus oli 11250 IU/ml. Taulukossa 1 on esitetty glukonihapon muodostus ja pH:n lasku ensimmäisen vuorokauden kuluessa.

5 66282

Taulukko 1

Glukonihapon muodostus ja pH:n lasku nurmisäilörehussa vuorokauden kuluttua säilönnästä

Glukonihappopit. (%) pH

Nollakoe 0,01 6,3 0,005 % glukoosi- oksidaasia 1,20 5,1

Esimerkki 2

Vastaleikattuun ruohoon (timotei) lisättiin taulukon 2 mukaiset määrät happoa, sellulaasia ja glukoosioksidaasia.

Taulukko 2

Koerehujen säilöntäainekoostumus. Määrät ovat prosentteina rehun tuorepainosta.

_Koerehu_ 1 2 3 4 5 AIV II-liuos (%) 0 0,5 0 00

Sellulaasi (%) 0 0,014 0,014 0,05 0

Glukoosioksidaasi (%) 0 0,003 0,003 0,01 0,01

Happona käytettiin AIV II-liuosta (80 % muurahaishappoa, 2 % fosforihappoa). Sellulaasivalmisteen HEC-aktiivisuus oli 32 000 yks/ml ja β-glukosidaasiaktiivisuus 1500 nkat/ml. Glukoosioksidaasivalmiste oli sama kuin esimerkissä 1.

Sellulaasin ja β-glukosidaasin aktiivisuusyksiköt ja -määritysmenetelmät on esitetty artikkelissa Bailey, M. ja Nevalainen, K.: Enzyme Microb. Technol. 3 (1981), 153-57.

Taulukossa 3 on esitetty puristenesteestä määritetyt säilörehun laatua kuvaavat suureet vuorokauden kuluttua säilönnästä. Taulukossa 4 on vastaavat tulokset kuukauden kuluttua ja taulukossa 5 kahden kuukauden kuluttua.

66282

Taulukko 3

Koerehujen puristenesteiden analyysitulokset vuorokauden säilytyksen jälkeen.

1 2 _3_ _4_ _5_ pH 6,6 4,0 5,6 5,25,2

Sokeripit. (g/1) 15 20 15 20 15

Kok.happamuus maitohappona (g/1) 3,1 14,0 6,3 8,2 8,4

Ammoniakkipi- toisuus (g/1) 0,2 0,1 0,2 0,2 0,1

Taulukko 4

Koerehujen puristenesteiden analyysitulokset kuukauden säilytyksen jälkeen.

1 2 3 4 5 pH 6,6 4,5 4,5 4,3 5,0

Sokeripit. (g/1) 0 12,5 0 2,5 2,5

Maitohappo- pitoisuus (g/1) 0,8 1,4 12,5 30,6 13,2

Glukonihappo- pitoisuus (g/1) 0 3,8 0 0 0,03

Voihappopit. (g/1) 00 0 00

Kokona i shappamuu s maitohappona (g/1) 5,4 11,3 23,0 27,9 10,4

Ammoniakki (g/1) 0,8 0,4 0,6 0,8 0,8

Taulukko 5

Koerehujen puristenesteiden analyysitulokset kahden kuukauden säilytyksen jälkeen.

1 2 3 4 5 pH 5,3 4,2 4,6 4,1 5,0

Sokeripit. (g/1) 0 2,5 0 0 0

Maitohappo- pitoisuus (g/1) 1,4 7,4 7,9 14,2 16,5

Glukonihappo- pitoisuus (g/1) 0 1,1 0 00

Voihappopitoi- suus (g/1) 0,8 0,1 0 00

Kok.happamuus maitohappona (g/1) 13,7 21,2 27,0 30,6 13,1

Ammoniakki (g/1) 2,0 0,4 0,6 0,4 0,8 t / 7 66282

Taulukosta 3 nähdään, että glukoosioksidaasilisäys alentaa rehun pH:n nopeasti ja samalla luonnollisesti poistaa hapen. Taulukosta 4 ja 5 nähdään, että sellulaasi on lisännyt käv-miskelpoisten sokerien määrää, koska pH on selvästi alhaisempi ja kokonaishappamuus suurempi entsyymikäsitellyissä rehuissa verrattuna nollakokeeseen. Entsyymilisäys on myös taulukon 5 mukaisesti estänyt haitallista voihappokäymistä ja proteiinien pilkkoutumista ammoniakiksi.

Esimerkki 3

Vastaleikattuun ruohoon lisättiin hapanta suolaseosta (magnesium-, kalsium- ja ureafosfaatin, kalsium- ja natriumformiaa-tin sekä natriumkloridin seos), sellulaasia ja glukoosioksi-daasia taulukon 6 mukaisesti.

Taulukko 6

Koerehujen säilöntäainekoostumus (% tuorepainosta)

Koerehu 1 Koerehu 2

Hapan suolaseos (%) 0,4 0,4

Sellulaasi (%) 0 0,05

Glukoosioksidaasi (%) 0 0,005

Sellulaasi- ja glukoosioksidaasivalmisteet oi ivat samoja kuin esimerkissä 1. Taulukossa 7 on esitetty säilörehuanalyysit vuorokauden kuluttua säilönnästä.

Taulukko 7

Koerehujen analyysitulokset vuorokauden säilönnän jälkeen, Tulokset ovat usean näytteen keskiarvoja.

Koerehu 1 Koerehu 2

Kuiva-aine (%) 22 22

Sokeri (%) 4,5 5,0 pH 6,0 5,1

Etikka- ja maitohappo (%) 0 0

Glukonihappo (%) 0 1,0 8 66282

Taulukosta 7 nähdään, että glukoosioksidaasi toimi tehokkaasti myös suolaseoksen yhteydessä pH:ta nopeasti alentaen.

Esimerkki 4

Vastasilputtuun kokoviljaan (ohra) lisättiin 0,005 % glukoosiok-sidaasivalmistetta tuorepainosta. Glukoosioksidaasivalmiste oli sama kuin esimerkissä 1. Taulukossa 8 on esitetty glukoni-hapon muodostus ensimmäisen vuorokauden kuluessa.

Taulukko 8

Glukonihapon muodostus kokoviljassa ensimmäisen vuorokauden aikana. Glukoosioksidaasivalmistetta oli lisätty 0,005 % tuorepainosta.

Aika säilömästä Puristenesteen glukonihappo- _ pitoisuus_ 2 h 0,71 % 15 h 1,31 %

Taulukosta 8 nähdään, että myös kokoviljan säilönnässä glu koosioksidaasi toimii tehokkaasti glukonihappoa muodostaen ja siten pH:ta laskien ja happea poistaen.

Claims

9 66282

1. Förfarande för ensilering av gräsfoder eller fullsäd, kännetecknat av att i gräsfoderhackelse eller fullsäd tillsättes i samband med skörden eller ensileringen 10 000 - 10 000 000 IU glukosoxidas per ton färskvikt av fodret eller fullsäden, för omvandling av i fodret eller fullsäden ingäende glukos tili glukonsyra för sänkande av fodrets eller sädens pH tili för ensileringen önskat värde och för förbrukning av syre.

1. Menetelmä nurmirehun ja kokoviljan säilömiseksi, tunnettu siitä, että silputtuun nurmirehuun tai kokovil-jaan lisätään niiton tai säilöönpanon yhteydessä 10 000 - 10 000 000 IU glukoosioksidaasia tonnia kohti rehun tuore-painoa tai kokoviljaa, rehuun tai kokoviljaan sisältyvän glukoosin muuttamiseksi rehun tai viljan pH:ta säilöntää varten haluttuun arvoon alentavaksi glukonihapoksi ja hapen kuluttamiseksi.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat av att tillsamman med glukosoxidaset tillsättes i fodret eller fullsäden cellulas, hemicellulas eller 8-glukosidas för producerande av glukos pä i och för sig känt sätt. 11 66282

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että glukoosioksidaasin mukana lisätään rehuun tai kokoviljaan sellulaasia, hemisellulaasia tai 3-glukosi-daasia glukoosin tuottamiseksi sinänsä tunnetulla tavalla.

3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e -tecknat av att i fodret eller fullsäden tillsättes vid behov ytterligare katalas för omvandling av vid upp-komsten av glukonsyra bildad väteperoxid tili syre och vat-ten.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rehuun tai kokoviljaan lisätään tarvittaessa myös katalaasia glukonihapon muodostumisen yhteydessä syntyvän vetyperoksidin muuttamiseksi hapeksi ja vedeksi.

4. Förfarande enligt patentkravet 3, känneteck-n a t av att det använda glukosoxidaset innehäller kata-lasaktivitet, sa att i fodret eller fullsäden tillsättes tillsamman med glukosoxidaset 500 - 5 000 000 Baker-enheter katalas per ton färskvikt av fodret eller fullsäden.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että käytetty glukoosioksidaasi sisältää kata-laasiaktiivisuutta siten, että rehuun tai kokoviljaan lisätään glukoosioksidaasin mukana 500 - 5 000 000 Baker-yksik-köä katalaasia tonnia kohti rehun tuorepainoa tai kokoviljaa.

5. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att för ästadkommande av till-räcklig utgängssurhet i fodret eller fullsäden tillsättes i och för sig kända surheten ökande salter, säsom magnesium-, kalcium- eller ureafosfat, kalcium- eller natriumformiat eller natriumklorid och/eller i och för sig kända oorganis-ka eller organiska syror, säsom svavel-, sait- eller fosfor-syra eller myr-, ättik-, mjölk- eller glukonsyra, i vid normal AIV-ensilering använda mängder avsevärt mindre mängder.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että riittävän alkuhappamuuden aikaansaamiseksi rehuun tai kokoviljaan lisätään sinänsä tunnettuja happamuutta lisääviä suoloja, kuten magnesium-, kalsium- tai ureafosfaattia, kalsium- tai natriumformiaat-tia tai natriumkloridia ja/tai sinänsä tunnettuja epäorgaanisia tai orgaanisia happoja, kuten rikki-, suola- tai fos-forihappoa tai muurahais-, etikka-, maito- tai glukonihap- 10 66282 poa, normaalissa AIV-säilönnässä käytettyjä määriä huomattavasti pienemmin määrin.

6. Förfarande enligt nagot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att tillsamman med enzymet eller enzymen tillsättes i fodret eller fullsäden ett i och för sig känt mjölksyrajäsning befrämjande mjölksyrabakterie-preparat.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsyymin tai entsyymien mukana lisätään rehuun tai kokoviljaan sinänsä tunnettu mai-tohappokäymistä edistävä maitohappobakteeripreparaatti.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsyymin tai entsyymien mukana lisätään rehuun tai kokoviljaan heraa, laktoosin suhteen hydrolysoitua heraa, melassia tai muita sokereita väkevöi-tynä liuoksena tai kuivattuina.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsyymin tai entsyymien mukana lisätään rehuun tai kokoviljaan sinänsä tunnettuja virhekäy-mistä estäviä suoloja, kuten formiaattia ja/tai bentsoaattia ja/tai nitriittiä.

7. Förfarande enligt nagot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att tillsamman med enzymet eller enzymen tillsättes i fodret eller fullsäden vassla, med hänsyn tili laktos hydrolyserad vassla, melass eller andra socker i form av en koncentrerad lösning eller i torkad form.