Saimnieks LV / 2019.gads (Februāris.)

Pazīstamākie zāles iekonservēšanas paņēmieni Latvijā un citur pasaulē ir tās izžāvēšana, pārvēršot zāli sienā (ar mitrumu zem 14 %) un ieskābēšana, pārvēršot zāli, kukurūzu un citus produktus skābbarībā (mitrums no 80 līdz 40 %, pH aptuveni 4–5).

Lai sekmīgi iekonservētu zāli, kukurūzu vai citus produktus, tos ieskābējot, jānodrošina četri obligāti priekšnoteikumi:
• ieskābējamai masai jāsatur noteikts mitruma jeb ūdens daudzums (ieteicams 65–60 %);
• ieskābējamā masā nepieciešama pietiekoša cukuru koncentrācija (ap 3 % un vairāk);
• ieskābējamā masā noteiktā daudzumā (vismaz 100 000 KVV*/g masas) jābūt noteikta veida pienskābajām baktērijām;
• ieskābējamai masai jāatrodas hermētiskā tvertnē (skābbarības tranšejā, tunelī, ķīpā, rullī vai kaudzē), kurā neiekļūst gaiss un ūdens un no kuras neizplūst fermentācijas procesā radušās gāzes.

Tikai nodrošinot optimālu ūdens un cukura koncentrāciju, tikai anaerobā (bezskābekļa) vidē pienskābās baktērijas var vairoties, sekmīgi konkurēt ar skābekli mīlošiem, labai ieskābšanai nevēlamiem mikroorganismiem par jau tā niecīgo pieejamo cukura daudzumu, kā arī ražot pienskābi, tādā veidā samazinot ieskābējamās masas pH, spēj apturēt citu masas ieskābšanai, glabāšanai un dzīvnieku ēdināšanai nevēlamo mikroorganismu darbību, tādējādi iekonservējot ieskābējamo materiālu.

Piepūtusies, hermētiski noslēgta, pareizi un ar augstas  kvalitātes materiāliem pārklāta skābbarības tranšeja.

Kas ir pienskābās baktērijas
Līdz ar citiem dažāda veida mikroorganismiem jau uz pļavā augošas zāles vai kukurūzas vienmēr atrodas kaut kāds daudzums pienskābo baktēriju, kas uz augiem ir nonākušas vairāk vai mazāk dabiskā ceļā. Pateicoties šīm dabiskajām pienskābajām baktērijām, zāle, kukurūza vai citi produkti labāk vai sliktāk ieskābst pat tad, ja netiek izmantotas nekādas skābbarības piedevas.

Kamēr augi vēl aug uz lauka, uz tiem var atrasties daudz dažādu pienskābo baktēriju, kam ir dažādas īpašības. Ir pienskābās baktērijas, kas, ēdot cukurus un vairojoties, pārsvarā izdala pienskābi, bet ir tādas, kas ražo galvenokārt etiķskābi un citas vielas. Turklāt dažādi pienskābo baktēriju celmi var izdalīt dažādu pienskābes un citu vielu daudzumu. Katram no šiem izdalītajiem pienskābās fermentācijas produktiem ir savas īpašības, piemēram, pienskābei nav izteikta garša vai smarža, ko varētu sajust cilvēks, un tā uzskatāma par skābbarības garšu uzlabojošu vai vismaz nebojājošu vielu.

Pienskābe nodrošina ieskābējamās masas sākotnējo, straujo ieskābšanu, un tai ir milzīga un, varētu teikt, pat galvenā loma skābbarības glabāšanai nevēlamo mikroorganismu vairošanās un darbošanās apturēšanā. Jāņem vērā, ka pienskābe ir ne tikai konservants un lopbarības vērtību uzlabojoša viela, bet gaisa klātbūtnē arī ļoti vērtīga barības viela skābbarības bojāšanos izraisošajiem raugiem un noteiktos apstākļos arī negaršīgo un pat kaitīgo sviestskābi izdalošajām klostrīdijām.

Dažādu mikroorganismu skaits (KVV*) 1 g ieskābējamās masas.

Ir pienskābās baktērijas, kuras fermentācijas rezultātā izdala gan pienskābi, gan etiķskābi. Etiķskābe pilnīgi noteikti neuzlabo barības garšu, tomēr aizkavē raugu un pelējumu vairošanos un līdz ar to skābbarības bojāšanos pēc tās atvēršanas. Bez pienskābes un etiķskābes dažādi pienskābo baktēriju celmi var izdalīt arī citas vielas, kas var ne tikai uzlabot, bet arī pasliktināt lopbarības kvalitāti.

Dažas no pienskābajām baktērijām sāk darboties (ēst un vairoties) uzreiz pēc ieskābējamās masas sablīvēšanas un apsegšanas ar hermētisku materiālu, citas tikai tad, kad iestājušies pilnīgi bezskābekļa jeb anaerobi apstākļi, t.i., pēc vairākām dienām vai pat nedēļām.

Vieni pienskābo baktēriju celmi ir aktīvi sārmainākā vidē, tātad ieskābšanas sākumā, citi tikai tad, kad pH jau nokrities līdz zināmam līmenim. Viena veida pienskābās baktērijas labāk jūtas zemākās temperatūrās, citas var būt aktīvas tikai tad, ja ieskābējamā masā ir sasniegta noteikta temperatūra. Ir pienskābās baktērijas, kas spēj labāk izdzīvot, izmantot barības vielas, vairoties un izdalīt pienskābi ieskābējamā masā ar zemāku mitrumu, bet citas, tieši otrādi, mitrākā materiālā.

Ļoti svarīgi, ka ieskābšanas procesā pienskābās baktērijas ņem virsroku par citiem ieskābējamā masā esošajiem mikroorganismiem. Tāpēc ļoti liela nozīme ir pienskābo baktēriju konkurētspējai un to skaitam katrā ieskābējamās masas gramā. Tātad, jo vairāk to ir, jo ātrāk un vairāk cukuru tās pārstrādās un saražos ātrāk un vairāk pienskābes.

Pienskābo baktēriju konkurētspēju, pirmkārt, jau par barības vielām, nosaka ne tikai to skaits un pašu īpašības, bet arī konkurējošo mikroorganismu skaits un veids ieskābējamā masā. Ja pienskābo baktēriju skaits vienā gramā ieskābējamās masas dabiskos apstākļos ir mērāms no 10 000 KVV līdz 100 000 KVV, tad konkurējošo mikroorganismu skaits var būt pat 100 un 1000 reižu lielāks. Skat. tabulu.

Diemžēl praktiskos apstākļos nav iespējams zināt, kāda veida pienskābās baktērijas un cik daudz ir uz augiem, tādēļ, atstājot pienskābo baktēriju lietu dabas mātes ziņā, nav iespējams arī prognozēt un vadīt vienu no obligātajiem ieskābšanu nodrošinošajiem faktoriem.

Pienskābo baktēriju ieraugu jeb inokulantu izmantošanas mērķis
Pienskābo baktēriju skābbarības piedevu lietošanas mērķis ir ietekmēt, kontrolēt un vadīt skābbarības ieskābšanu un saglabāšanu, samazināt skābbarības kvalitātes un masas zudumus, novērst bojāšanos konservēšanas, glabāšanas un izbarošanas laikā. Tomēr jāatceras, ka skābbarības kvalitāte ir atkarīga no visu ar skābbarības ražošanu saistīto darbu izpildes un pieņemto lēmumu kvalitātes. Pieļautās kļūdas skābbarības ražošanas menedžmentā ar skābbarības piedevu palīdzību labākajā gadījumā varēs tikai mazināt, bet ne novērst pavisam.

Skābbarības piedevas nevar padarīt sliktas kvalitātes ieskābējamo masu par augstvērtīgu skābbarību, bet tās var vērā ņemami palīdzēt no izcilas izejvielas iegūt izcilu skābbarību un saglabāt tās vērtību līdz pat izbarošanai lopiem.

Lai iegūtu maksimālu atdevi no skābbarības piedevu lietošanas, pareizi un labi jāpaveic visi darbi, kas ietekmē gala rezultātu, sākot ar zālāja sēklu izvēli, zālāju ierīkošanu un uzturēšanu, pļaušanu pareizajā laikā, apvītināšanu, ietīšanu ruļļos vai ievešanu tranšejās, hermetizēšanu, glabāšanu un beidzot ar skābbarības izbarošanas menedžmentu.

Jāatceras, ka pareiza skābbarības ieskābšana nevar notikt, ja ieskābējamā masa neatrodas hermētiski noslēgtā tvertnē, tajā nav pietiekoši daudz cukuru, ko pienskābajām baktērijām pārvērst pienskābē, vai arī uz augiem nav pietiekami daudz efektīvu pienskābo baktēriju, vai uz tiem ir pārāk daudz ieskābšanai nevēlamu mikroorganismu, kas arī patērēs ieskābējamā masā esošās barības vielas, konkurēs par cukuriem ar vēlamajām pienskābajām baktērijām un radīs skābbarības masas un kvalitātes zudumus. Ieskābšanu negatīvi ietekmē arī ieskābējamās masas pārāk zems vai pārāk augsts sausnas saturs, augsts olbaltumvielu saturs vai augsnes piesārņojums.

Optimālā fermentācija – ieskābšana. Pienskābās baktērijas ražo pienskābi un  pienskābes līmenis ieskābējamajā masā aug. Ieskābējamās masas pH  samazinās, un vide kļūst skābāka. Nedaudz veidojas arī etiķskābe.

Skābbarības ražošanas procesam jānodrošina tādi apstākļi, lai uz augiem esošās pienskābās baktērijas pārvērstu ieskābējamos augus skābbarībā. Pienskābās baktērijas to izdara, pārvēršot cukurus pienskābē un paskābinot ieskābējamās masas vidi, tādējādi apstādinot augos esošo barības vielu noārdīšanos, kas notiek, pateicoties pašā augā esošajiem fermentiem un nevēlamām baktērijām, raugiem un pelējumiem. Tomēr lielākā daļa uz augiem esošo baktēriju vai nu kaitē ieskābšanas procesam, vai neļauj nodrošināt efektīvu fermentāciju, kā rezultātā ieskābšana notiek pārāk lēni un nepietiekami.

Ja ieskābšana nenotiek strauji, tad citi uz augiem esošie mikroorganismi, kas nav pienskābās baktērijas, arī patērē masā esošās barības vielas (cukurus, olbaltumvielas) līdz brīdim, kamēr ieskābējamā materiāla pH ir sasniedzis pietiekami zemu līmeni
un šie citi mikroorganismi iet bojā vai pārtrauc ēst un vairoties. Skābbarība, kas ir fermentējusies pārāk lēni, parasti satur mazāk cukuru un augstvērtīga proteīna, bet salīdzinoši daudz neproteīna slāpekļa savienojumu, kas ir īsto vērtīgo olbaltumvielu sabrukšanas produkti. Šādas lēni ieskābušas skābbarības ražošanas un pēc tam izbarošanas efektivitāte, kā arī sausnas uzņemšanas spēja ir būtiski pazemināta.

Bez tā, ka sliktos ieskābšanas apstākļos ieskābšana notiek lēni, nereti tā nenotiek arī pietiekami dziļi jeb, citiem vārdiem sakot, ieskābējamās masas pH nesamazinās līdz pietiekošam līmenim. Šādā situācijā, īpaši tad, ja skābbarības sausna ir zema, ir liels klostrīdiju izdzīvošanas un vairošanās risks skābbarībā. Klostrīdijas savām vajadzībām vispirms izmanto viegli pieejamos un fermentējamos cukurus, pēc tam pienskābi un vēlāk arī olbaltumvielas, kā fermentācijas produktu izdalot smirdīgo, barības garšu un smaržu bojājošo sviestskābi.

Ieskābšanas ātruma un dziļuma atšķirības, izmantojot un neizmantojot pienskābo baktēriju ieraugus.

Galvenie pienskābo baktēriju ieraugu veidi
Pienskābo baktēriju skābbarības piedevas nosacīti iedala tādās, kas veicina, paātrina ieskābējamās masas ieskābšanu, t.i., pH pazemināšanos, un tādās, kas uzlabo jau ieskābētas masas aerobo stabilitāti jeb pasargā to no bojāšanās pēc atvēršanas izbarošanai.

Nav ideālas, visiem apstākļiem piemērotas skābbarības piedevas. Tāpēc fermerim jāzina, kuras piedevas kādos gadījumos jālieto. Tā kā apstākļi var manīties pat vienas skābbarības tranšejas pildīšanas laikā, piemēram laikapstākļi, ieskābējamās masas sausna vai ievestās masas botāniskais sastāvs, vedot ieskābējamo masu no dažādiem laukiem, arī pielietojamo piedevu veidam vajadzētu attiecīgi mainīties.

Homofermentatīvo pienskābo baktēriju ieraugi – satur vienu vai vairākus pienskābo baktēriju veidus, tādus kā Lactobacillus plantarum, Pedicoccus vai Lactococcus u.c. celmus. Tās sekmē strauju fermentāciju (ieskābšanu), izdala galvenokārt pienskābi, strauji un pietiekami dziļi pazemina ieskābējamās masas pH līdz aptuveni pH 4, tādējādi novēršot tālāku cukuru un olbaltumvielu noārdīšanos skābbarībā.

Homofermentatīvo baktēriju ieraugu piedevas vislabāk darbojas un vislielāko atdevi dod ieskābējamā masā ar sausnu no 25 līdz 35 %, ieskābējot gan viegli, gan grūti ieskābējamus augus, tādus kā stiebrzāles, tauriņziežus un to maisījumus.

Heterofermentatīvo pienskābo baktēriju ieraugi – satur tādus baktēriju veidus kā Lactobacillus buchneri, Lactobacillus brevis un Lactobacillus kefiri. Šīs baktērijas izdala gan pienskābi, gan etiķskābi un nenodrošina tik strauju masas ieskābšanu kā homofermentatīvās baktērijas. Heterofermentatīvo baktēriju ieraugi ir radīti ar mērķi kavēt raugu un pelējuma sēnīšu attīstību, kas ir galvenais sekundārās jeb aerobās bojāšanās cēlonis pēc skābbarības atvēršanas izbarošanas laikā.

Heterofermentatīvo baktēriju ieraugu piedevas jāizmanto, ja ieskābē viegli ieskābstošas augu kultūras, piemēram, kukurūzu (satur daudz cietes un cukuru, maz proteīna), bet ir pakļautas augstam bojāšanās riskam pēc skābbarības atvēršanas. Skābbarības karšanas (otrreizējās fermentācijas jeb arī aerobās fermentācijas) risks palielinās, ja skābbarības izņemšanas ātrums no tranšejas ir mazāks par 2.5 m nedēļā, skābbarības tranšejas atvērtā griezuma virsma nav gluda vai, ņemot ārā barību, tā tiek izcilāta un tajā iekļūst gaiss, ieskābējamā masa ir ar augstu sausnas saturu, tā satur pāraugušus stiebrus, lielas, nesasmalcinātas lapas vai citas augu daļas vai ir slikti noblietēta. Tāpēc heterofermentatīvo pienskābo baktēriju piedevas izmanto arī tad, kad skābbarība dažādu iemeslu dēļ nav labi noblietējama vai ieskābējamās masas sausna ir 35–55 %. Jārēķinās, ka skābbarības bojāšanos kavējošā etiķskābe pārāk lielā koncentrācijā negatīvi ietekmē arī barības garšu un apēdamību.

Fermenti – kā skābbarības piedevas parasti vienus pašus neizmanto, bet tie mēdz būt dažādos produktos kombinācijā ar homofermentatīvajām pienskābajām baktērijām, jo to mērķis ir uzlabot homofermentatīvo pienskābo baktēriju darbību. Fermenti noārda augu šūnu sienu polisaharīdus līdz vienkāršiem cukuriem. Šie cukuri ir viegli pieejama barība pienskābajām baktērijām, kuras, to pārstrādājot, izdalīs pienskābi un nodrošinās ieskābšanu.

Kombinētie produkti. Kombinētās skābbarības piedevas var saturēt gan hetero, gan homofermentatīvās baktērijas, gan vienlaicīgi homofermentatīvās baktērijas un bakteriostatiskos sāļus, piemēram, benzoātus un/vai sorbātus, kuri darbojas kā
konservanti un kavē pelējuma un rauga sēnīšu vairošanos.

Kombinētos hetero un homofermentatīvo baktēriju produktus izmanto gadījumos, kad jāieskābē salīdzinoši grūti ieskābējami augi, bet vienlaicīgi jānovērš skābbarības bojāšanās pēc tās atvēršanas izbarošanai, piemēram, grūti noblietējama lucernas skābbarība ar augstu sausnas saturu, kas tiks izņemta no skābbarības tranšejas mazāk nekā 2 m nedēļā. Šādā situācijā homofermentatīvās baktērijas nodrošinās strauju ieskābšanu, bet heterofermentatīvās baktērijas izdalīs etiķskābi, kas pasargās skābbarību no pelējumu un raugu iedarbības pēc tranšejas atvēršanas. Ar līdzīgu mērķi kā heterofermentatīvās pienskābās baktērijas kombinētajos produktos darbosies arī pelējumus un raugus nomācošie sāļi (parasti sorbāti un/vai benzoāti).

Izmantojot kombinētās skābbarības piedevas, kuru sastāvā ir mikroorganismu vairošanos kavējošas vielas (sorbātus vai benzoātus), jāpārliecinās, ka, sagatavojot darba šķīdumu, tās ir pilnībā izšķīdušas. Ja sāļi nav izšķīduši pilnībā, tie var nebūt tik efektīvi, kā gaidīts, kā arī var aizsprostot skābbarības piedevu iestrādes un dozēšanas sistēmas sprauslas.

Parasti kombinētajos produktos neizmanto skābes. Ja ieskābējamās masas sausna ir zem 25 %, kad ieskābšanas paātrināšanai ieteicams lietot gan skābes saturošas piedevas, gan homofermentatīvo pienskābo baktēriju piedevas, tās jāiestrādā katra atsevišķi caur dažādām dozēšanas un iestrādes sistēmām. Šīs piedevas nedrīkst jaukt kopā, jo pienskābās baktērijas skābes šķīdumā var aiziet bojā.

Skābbarības piedevu iestrāde ieskābējamā masā un dozēšana
Skābbarības piedevas var būt gan pulveru, gan šķīdumu vai emulsiju formā. Parasti pulveru formas piedevas ir jāizšķīdina ūdenī un atkarībā no iestrādes tehnikas katrā ieskābējamās masas tonnā jāiestrādā kopā ar 0.1–2 L ūdens. Dzīvas baktērijas saturošas piedevas jāiemaisa 18–30 °C siltā ūdenī, kas nesatur hloru.

Liela uzmanība jāpievērš skābbarības piedevu darba šķīdumu sagatavošanai. Ražotāji mēdz ieteicamās piedevu devas norādīt dažādos veidos, piemēram, grami baktērijas saturošā pulvera, baktēriju koloniju veidojošo vienību skaits vai sagatavotā darba šķīduma litri uz katru tonnu ieskābējamās masas.

Skābbarības piedevu darba šķīduma pagatavošanai nepieciešamais ūdens daudzums ir atkarīgs no vienā stundā savāktā (savācējpiekabē, satinot ruļļos) vai sasmalcinātā (smalcinātājā) zāles daudzuma tonnās un dozatora – iesmidzinātāja ražības litros/minūtē. Dozēšanas iekārtas – iesmidzinātāja ražību jeb padevi atkarībā no iekārtas modeļa var noregulēt ar vienkāršu pogu uz kontrolpaneļa vai vienkāršākiem modeļiem, mainot dažādas ražības izplūdes sprauslas.

Ļoti svarīgi iestrādāt skābbarības piedevas visā ieskābējamā masā vienmērīgi, un to, cik labi tas izdosies, ietekmē vāla vienmērīgums, savācējpiekabes, smalcinātāja vai rituļu preses braukšanas ātrums un traktorista profesionalitāte. Mūsdienās moderni zāles un kukurūzas smalcināšanas agregāti ir aprīkoti ar dozēšanas tehniku, kas automātiski dozē skābbarības piedevu atkarībā no novāktās masas sausnas un masas. Jāatceras, ka ne visas skābbarības piedevu dozēšanas un iestrādes ierīces ir paredzētas ķīmisko (skābju un sāļu) piedevu dozēšanai un iestrādei. Parasti šo salīdzinoši agresīvo un koroziju izraisošo ķīmisko vielu iestrādei izmanto īpašas tam paredzētas piedevu dozēšanas un iestrādes iekārtas.

Kas vēl jāņem vērā, izvēloties skābbarības piedevas
Izvēloties skābbarības piedevas, jāņem vērā arī to izmantošanas mērķis, piemēram, dzīvniekiem paredzētai skābbarībai jābūt ne tikai ar labiem ķīmiskiem rādītājiem, bet arī garšīgai, smaržīgai un viegli sagremojamai, turpretī biogāzes ražošanai paredzētai skābbarībai garšas īpašības nav būtiskas. Dažas no skābbarības piedevām palīdz lieliski iekonservēt skābbarību, bet būtiski pasliktina tās garšu, pēc tam apēdamību un līdz ar to izslaukumu. Pienskābo baktēriju ieraugu koncentrāti jāglabā vēsā vietā, vislabāk ledusskapī un sasaldēti. Pienskābo baktēriju ieraugu jau ar ūdeni sajauktais darba šķīdums ir jāizlieto vienas diennakts laikā. Pēc darba ar jebkuru no skābbarības piedevu veidiem dozēšanas un iesmidzināšanas tehnika ir jāizskalo ar tīru ūdeni.

Ieteicams izmantot pārbaudītas skābbarības piedevas. Viena no autoritatīvākajām skābbarības piedevu efektivitātes pārbaudes organizācijām pasaulē ir Vācijas Lauksaimnieku apvienība (DLG), kurā pārbauda skābbarības piedevas un to spēju uzlabot ieskābējamās masas ieskābšanu dažādos apstākļos, aerobo stabilitāti, sagremojamību, biogāzes iznākumu, izslaukumu vai dzīvsvara pieaugumu. Skābbarības piedevu pārbaudes notiek regulāri, un pārbaužu rezultāti tiek publicēti internetā: www. guetezeichen.de/cgi–bin/gz_silier.cgi?sort=Firma. Protams, tas nenozīmē, ka DLG organizācijā nepārbaudītās skābbarības piedevas ir neefektīvas, tomēr DLG ir neatkarīga, un pašu fermeru, tātad gala patērētāju, organizācija, kurai uzticas lauksaimnieki, tirgotāji un ražotāji visā pasaulē.