Gut und/oder schlecht?
Über die Vorteile von Hefen in der Tierernährung hört man viel. In der Lebensmittelindustrie werden sie seit Jahrtausenden standardmäßig in vielen Prozessen eingesetzt. Sie sind bekannt für ihre Gärung, z. B. beim Brotbacken und Bierbrauen. Sie können aber auch die Ursache für den Verderb von Lebensmitteln sein. In Silagen sind sie ebenfalls unerwünscht. Das Ziel sind weniger als 100.000 Keime pro g Silage.
Wie kommt Hefe in den Silo?
Hefen sind immer da, auch wenn wir sie auf der Pflanze nicht wahrnehmen. Sie gelangen als Teil der normalen Mikroflora bei der Ernte in die Silos. Wie viele das sind, hängt extrem von den Wetterbedingungen ab. Bei der diesjährigen Maisernte waren im Ausgangsmaterial einer unserer Proben 125 Millionen Hefekeime (KBE) je g Silage!
Je abgestorbener und angegriffener die Pflanze ist, desto mehr Pilze und Hefen können sich auf der Oberfläche ansiedeln.
Nichts ist unmöglich
Hefen sind vielseitig. Sie leben sowohl in der Abwesenheit als auch mit der Präsenz von Sauerstoff. Auch ein saures Milieu können sie aushalten. Die wichtigsten Spezies sind die effizienten Fermenter von Zuckern. Sie leben ohne Probleme in einem Milieu ohne Sauerstoff, bei niedrigem pH-Wert (2,7 – 4,1) und niedrigem Essigsäuregehalt. So können sie Zucker zu Alkohol, Acetat und Kohlendioxid vergären. Dabei entstehen auch wahrnehmbare, negative Geruchs- und Geschmacksstoffe, die zu einer geringeren Futteraufnahme führen. Der Verlust von Trockenmasse (Zucker wird zu CO2 veratmet und verfliegt) senkt den Nährwert. Als Indikator für die Stoffwechselaktivität der Hefen unter anaeroben Bedingungen während der Lagerung gilt die Ethanolkonzentration (Zielwert < 10 g je kg TM).
Eine wilde Gemeinschaft
In einer Studie über die Hefevielfalt in Maissilagen wurden im Siliergut, bei der Siloöffnung und in verdorbenen Silagen 75 verschiedene Stämme identifiziert. Unter Einfluss von Sauerstoff kommt es jedoch in vielen Fällen eher auf die Spezies als auf die Gesamthefezahl an. Je nach Art der Hefestämme kann auch bei hohen Populationen (> 106 koloniebildende Einheiten (KBE) / g Frischmasse (FM)), einer luftdichten Abdeckung und einem ordentlichen Vorschub eine gute Stabilität erreicht werden.
Die „Bad Boys“
Unter den verschiedenen Hefen verursachen die Spezies Candida, Pichia und Hansenula die meisten Kopfschmerzen. Diese sind dafür bekannt, dass sie beim Öffnen der Silos Milchsäure verbrauchen und den aeroben Abbau der Silagen (Nacherwärmung) einleiten. Dadurch steigt der pH-Wert und weniger säuretolerante Mikroorganismen wie Fäulnisbakterien können wachsen. Im Fall einer großen Erwärmung über 40 °C werden u. U. sogar die Proteine geschädigt.
Was also tun gegen Hefen?
Die wirksamsten Methoden zur Verhinderung des Wachstums von Hefen sind
- der möglichst schnelle Ausschluss von Sauerstoff, heißt zügig silieren und sofort abdecken,
- eine gute Verdichtung,
- Luftabschluss während der Lagerung durch Barrierefolien und Silosackbarrieren,
- unter Lagerbedingungen mit niedrigem pH-Wert das Vorhandensein von Essigsäure mit mehr als 1,5 % je kg TM
- hohen Vorschub und Silosackbarrieren an der Anschnittfläche; dadurch die Minimierung von Lufteinfluss nach dem Öffnen.
Nicht jeder warme Silo hat Probleme
Die Restwärme aus dem Sommer kann erstaunlich hoch sein und ist völlig problemlos: Je nach Temperatur des silierten Materials bei der Ernte (z. B. 30 – 35 °C), bleibt die Temperatur besonders in großen Silos mit Wänden erhalten. Wenn bei kalten Wintertemperaturen entnommen wird, dann dampft das Silo. Die Kerntemperatur in einer gut gelagerten und gekühlten Silage liegt bei etwa 15 °C – 20 °C und ist völlig unabhängig von der Umgebungstemperatur. Nur in den Randbereichen ist eine Abkühlung möglich.
Restwärme oder Nacherwärmung?
Geruchstest: riecht die Silage alkoholisch oder muffig, handelt es sich um eine Nacherwärmung. Ist der Geruch dagegen angenehm säuerlich, kann von Restwärme ausgegangen werden. Eine weitere praktische Möglichkeit besteht darin, einen Eimer der warmen Silage trocken beiseite zu stellen. Erwärmt sich die Silage weiter, sind Hefen aktiv. Kühlt sie ab, handelt es sich um unkritische Restwärme und die Silage wird gut gefressen.
Was macht den Unterschied?
Rasche pH-Senkung, Verringerung des Wachstums von verderblichen Mikroorganismen und Erhaltung des Nährwerts – das sind die wichtigsten Wirkungen auf die Fermentation, die von einem Siliermittel erwartet werden. Was aber sind die wichtigsten Faktoren, die auf einem Markt mit einer großen Vielfalt an homo- und hetero fermentativen Bakterien zu beachten sind?
Alle Bakterienstämme, die für die Silageherstellung zugelassen sind und in der EU vermarktet werden, sind bei der European Food Safety Authority (EFSA) registriert. Im EFSA Journal werden die Versuchsergebnisse, die von den Antragstellern eingereicht wurden, veröffentlicht. Es gibt Daten zu organischen Säuren, pH-Wert-Senkung, TM-Verlust, Ammoniak-N und Stabilität in leicht, mittel und schwer silierbaren Kulturen.
Homofermentative Bakterien sind auf die Produktion von Milchsäure spezialisiert, was zu einer schnellen pH-Senkung mit geringen TM-Verlusten führt. Heterofermentative Bakterien produzieren einen geringeren Anteil an Milchsäure und einen höheren Anteil an Essigsäure, die das Wachstum von schädlichen Mikroorganismen reduziert und damit die aerobe Stabilität erhöht. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass der pH-Wert unter 4,7 sinkt. Erst dann liegt die Essigsäure in einer Form vor, die Hefen und Schimmelpilzen unterdrückt.
Auf die einzelnen Stämme kommt es an
Je nach Material und Verwendungszweck (beschleunigen der Gärung, Verbesserung der hygienischen Qualität und Stabilität nach dem Öffnen) werden verschiedene Bakterienstämme in den Siliermitteln kombiniert. Die fermentativen Eigenschaften jedes einzelnen Stammes und die Zusammenarbeit der unterschiedlichen Bakterien entscheiden über den endgültigen Erfolg der Fermentation und über die Qualität der Silage, die im Trog ankommt. Das bedeutet, dass Stämme mit demselben Namen sich einzeln oder in Kombination mit anderen sehr unterschiedlich verhalten können!
Wie in einer Veröffentlichung der EFSA 2013 beschrieben, werden Lactobacillus buchneri-Stämme üblicherweise in Silage eingesetzt, um die aerobe Stabilität zu erhöhen. Dies ist auf den erhöhten Anteil an Essigsäure zurückzuführen und geht meistens mit einem hohen Verlust an Trockensubstanz („Zucker“) einher. Der L. buchneri aus SiloSolve® FC zeigt ein völlig anderes Verhalten. Er produziert mehr Milchsäure. Dadurch wird der pH-Wert schneller gesenkt. Es bleiben mehr Nährstoffe in der Silage und die TM-Verluste sinken. Das zeigt sich u. a. am geringeren Ammoniakgehalt: je geringer dieser ausfällt, desto weniger Eiweiß wurde durch die schnelle Säurebildung abgebaut. Gleichzeitig entsteht genug Essigsäure, um Hefen und Pilze zu unterdrücken und die Stabilität nach dem Öffnen zu verbessern.
In SiloSolve® FC findet man neben dem L. buchneri den Milchsäurebildner Lactococcus lactis O-224. Er wurde darauf trainiert, Sauerstoff abzubauen, während er Milchsäure bildet. Die Entwicklung von Hefen und Pilzen, die sich unter Sauerstoffzufuhr stark vermehren, wird dadurch stark reduziert. In Laborversuchen und in der Praxis zeigte sich, dass diese beiden Stämme sich hervorragend ergänzen. Die Fermentation und die Produktion von Essigsäure werden stark beschleunigt, so dass die Silagen schon nach einer Woche wieder geöffnet werden können.
Fazit
- schnelles Erreichen eines anaeroben Milieus
- die Entwicklung von Hefen und Pilzen wird unterdrückt
- schnellere Milch- und Essigsäurebildung
- verbessert die aerobe Stabilität von Anfang an
- beschützt wertvolle Nährstoffe
- ermöglicht das schnelle Öffnen, schon nach
- 7 Tagen
