Investigations on Using Organic Acids in the Silage Fermentation 1. The effect of formic acid-based preservative on the fermentation, microbial flora, aerobic stability and in situ rumen degradability characteristics of maize silage in laboratory conditions

Abstract

This research was carried out to determine the effects of formic acid-based preservative FAB on the fermentation, microbial flora, aerobic stability and in situ rumen degradability characteristics of maize Zea mays L. silages in laboratory conditions. Maize was harvested at milk stage of maturity. Formic acid-based preservative was applied at 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 ve 4.0 g/kg levels to about 1.5-2.0 cm chopped fresh material. Fresh materials were ensiled in 1.5 liter anaerobic jars aquipped with a lid that enabled gas release only. The jars were stored at 26±2 °C in laboratory conditions. Silages were sampled for chemical and microbiological analyses on day 90 after ensiling and subjected to aerobic stability test for 5 days. In addition in situ rumen dry and organic matters degradabilities were found of the silages. As a result, FAB that applied to maize decreased lactic, acetic and butyric acid concentrations and prevented proteolysis in the silages. However, FAB showed a high antimicrobial activity on the silages and prevented yeast, mould, enterobacteria and clostridia growth in the silages. Generally, FAB improved aerobic stability and increased in situ rumen dry and organic matters degradability of maize silages

Keywords

• Silage,maize,organic acid,fermentation,microbial flora,aerobic stability,in situ rumen degradability

Silaj Fermantasyonunda Organik Asit Kullanımı Üzerinde Araştırmalar 1. Formik asit temeline dayalı bir koruyucunun laboratuvar koşullarında yapılan mısır silajlarının fermantasyon, mikrobiyal flora, aerobik stabilite ve in situ rumen parçalanabilirlik özellikleri üzerine etkisi

Abstract

Bu araştırma, formik asit temeline dayalı bir koruyucunun FAT laboratuvar koşullarında yapılan mısır Zea mays L. silajlarının fermantasyon, mikrobiyal flora, aerobik stabilite ve in situ rumen parçalanabilirlik özellikleri üzerindeki etkilerinin saptanması amacı ile düzenlenmiştir. Araştırmada kullanılan mısır süt olum döneminde hasat edilmiştir. Yaklaşık 1.5-2.0 cm boyutunda parçalanan taze materyale 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 ve 4.0 g/kg düzeyinde FAT katılmıştır. Taze materyaller yalnızca gaz çıkışına olanak tanıyan 1.5 litrelik anaerobik kavanozlara silolanmıştır. Kavanozlar laboratuvar koşullarında 26±2 °C’ de tutulmuştur. Silolamadan 90 gün sonra açılan silajlarda kimyasal ve mikrobiyolojik analizler yapılmış, silajlara 5 gün süre ile aerobik stabilite testi uygulanmış ve ayrıca silajların in situ rumen kuru madde ve organik maddeler parçalanabilirlikleri saptanmıştır. Sonuç olarak, mısıra katılan FAT silajlardaki laktik, asetik ve bütirik asit konsantrasyonlarını düşürürken, proteolizi de önlemiştir. Ayrıca silajlarda yüksek düzeyde bir antimikrobiyal aktivite göstererek maya, küf, enterobacteria ve clostridia gelişimini engellemiştir. Genel olarak, FAT mısır silajlarının aerobik stabilitesini geliştirirken, in situ rumen kuru madde ve organik maddeler parçalanabilirliğini de artırmıştır

Keywords

• Silaj, mısır, organik asit, fermantasyon, mikrobiyal flora, aerobik stabilite, in situ rumen parçalanabilirliği

References

1. Akyıldız, A. R. 1984. Yemler Bilgisi Laboratuvar Klavuzu. Ankara Üniv. Ziraat Fak. No:895, Ankara.
2. Anonim, 1983. Gıda Maddeleri Muayene ve Analiz Yöntemleri. T.O.K.B. Gıda İşleri Genel Müdürlüğü. No:65, Ankara. 56
3. TARIM BİLİMLERİ DERGİSİ 2005, Cilt 11, Sayı 1
4. Anonymous, 1990. Association of Official Analytical Chemists. Official Methods of Analysis, 15th ed., Vol. 1. AOAC, Washington, DC, pp. 69-79.
5. Anonymous, 1988. Statistical Analysis System®. User's Guide: Statistics, Version 6.12 Edition. SAS Inst. Inc. Cary, NC.
6. Ashbell, G., Z. G. Weinberg, A. Azrieli, Y. Hen and B. Horev, 1991. A simple system to study the aerobic deterioaration of silages. Canadian Agric. Eng., 33: 391-393.
7. Ashbell, G., Z. G. Weinberg, Y. Hen and I. Filya, 2002. The effects of temperature on the aerobic stability of wheat and corn silages. J. Ind. Microbiol. Biotechnol, 28: 261-263.
8. Driehuis, F., P. G. Van Wikselaar, 1996. Effects of addition formic, acetic or propionic acid to maize silage and low dry matter grass silage on the microbial flora and aerobic stability. Proc. of the XIth International Silage Conference. Aberystwyth, Wales, 8-11 September, pp. 256-257.

9. Dubois, M., K. A. Giles, J. K. Hamilton, P. A. Rebes and F. Smith, 1956. Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Anal. Chem., 28: 350-356.
10. Filya, İ. 2000. Silaj fermantasyonunda katkı maddeleri kullanımı. Ondokuz Mayıs Üniv. Ziraat Fak. Dergisi, 15 (3): 118-125.
11. Filya, I, G. Ashbell, Y. Hen and Z. G. Weinberg, 2000. The effect of bacterial inoculants on the fermentation and aerobic stability of whole crop wheat silage. Anim. Feed Sci. Technol., 88: 39-46.
12. Filya, İ. 2001. Silaj Teknolojisi. Hakan Ofset, İzmir.
13. Filya, İ. 2002. Laktik asit bakteri inokulantlarının mısır ve sorgum silajlarının fermantasyon, aerobik stabilite ve in situ rumen parçalanabilirlik özellikleri üzerine etkileri. Turk J. Vet. Anim. Sci., 26: 815-823.
14. Filya, İ. 2003. Organik asitlerin buğday, mısır ve sorgum silajlarının mikrobiyal flora ile aerobik stabiliteleri üzerine etkileri. III. Ulusal Zootekni Bilim Kongresi, 14-16 Ekim 2002 Ankara. Bildiriler: 299-308.
15. Filya, İ., E. Sucu, 2003. Silajlarda fermantasyon kalitesi ve aerobik stabilitenin geliştirilmesi üzerinde araştırmalar. GAP III. Tarım Kongresi, 2-3 Ekim 2003, Şanlıurfa. Bildiriler: 273- 278.
16. Lindgren, S., A. P. Lingvall, A. Kartzow and E. Rydberg, 1983. Effects of inoculants, grain and formic acid on silage fermentation. Swedish J. Agric. Res., 13: 91-100.
17. McDonald P., A. R. Henderson and S. J. E. Heron, 1991. The Biochemistry of Silage. (2nd ed.). Chalcombe Publ., Church Lane, Kingston, Canterbury, Kent, UK.
18. Mehrez, A. Z., E. R. Ørskov, 1977. A study of the artificial fibre bag technique for determining the digestibility of feeds in the rumen. J. Agric. Sci., 88: 645-650.
19. Nadeau, E. M. G., D. R. Buxton, J. R. Russell, M. J. Allison and J. W. Young, 2000. enzyme, bacterial inoculant and formic acid effects on silage composition of orchardgrass and alfalfa. J. Diary Sci., 83: 1487-1502.
20. Ørskov, E. R., I. McDonald, 1979. The estimation of protein degradability in the rumen from incubation measurements weighed according to rate of passage. J. Agric. Sci., 92: 499-503.
21. Polan, C. E., D. E. Stieve and J. L. Garrett, 1998. Protein preservation and ruminal degradation of ensiled forage treated with heat, formic acid, ammonia, or microbial inoculant. J. Diary Sci., 81: 765-776.
22. Rooke, J. A., F. M. Maya, J. A. Arnold and D. G. Armstrong, 1988. The chemical composition and nutritive value of grass silages prepared with no additive or with the application of additives containing either Lactobacillus plantarum or formic acid. Grass Forage Sci., 43: 87-95.
23. Seale, D. R. 1986. Bacterial inoculants as silage additives. J. Appl. Bacteriol. 61:9-26.
24. Weinberg Z. G, G. Ashbell, Y. Hen , A. Azrieli, G. Szakacs and I. Filya, 2002. Ensiling whole-crop wheat and corn in large containers with Lactobacillus plantarum and Lactobacillus buchneri. J. Ind. Microbiol. Biotechnol, 28: 7-11
25. Winters, A. l., R. Fycan and R. Jones, 2001. Effect of formic acid and a bacterial inoculant on the amino acid composition of grass silage and on animal performance. Grass Forage Sci., 56: 181-192.
26. Woolford, M. K. 1984. The Silage Fermentation. Marcel Dekker Inc. New York.