Основное место обитания маслянокислых бактерий - почва. Cl. pasteurianum живет в любой почве, чему способствуют простые питательные потребности этого вида. Сl, tyrobutyricum в почве обнаруживается реже и в меньших количествах. Основным источником Сl, tyrobutyricum в природе является силос; особенно их много в силосе плохого качества - их интенсивное размножение в силосе и является главной причиной снижения качества корма. Для характеристики силоса используют отношение: Сb/(Сb+С1), где Cb, С1 - концентрации масляной и молочной кислот в силосе. Если это отношение больше или равно 0,5, то силос называют «клостридиальным». Клостридиальные силосы содержат большое количество спор маслянокислых бактерий, и молоко от коров, которым его скармливают, как правило, непригодно для выработки сыров, чувствительных к маслянокислому брожению.
Благоприятные условия для размножения маслянокислых бактерий в силосе создаются в результате низкого содержания в силосуемой массе сухих веществ и водорастворимых углеводов, высокой температуры и Ав, медленного образования кислоты молочнокислыми бактериями и низкой конечной кислотности сырной массы. При силосовании необходимо обеспечивать достаточное размельчение и уплотнение силосуемой массы, быструю загрузку силосохранилищ и хорошее укрытие силоса, поскольку чем больше будет воздуха в силосуемой массе, тем интенсивнее будет размножаться посторонняя микрофлора, включая протеолитические и маслянокислые бактерии. Это обусловлено повышением расхода водорастворимых углеводов на дыхание растений, развитием посторонних бактерий, сопровождающимся повышением pH силоса, и увеличением температуры силосной массы, что стимулирует рост маслянокислых бактерий. В силосе, температура в котором не превышала 20° С, содержание спор маслянокислых бактерий было ниже, чем в силосе, созревающем при более высоких температурах.
При высокой влажности силосуемой массы необходимо ее под- вяливание, так как маслянокислые бактерии перестают размножаться в силосе при более высокой активности воды (0,97), чем молочнокислые (0,94).
При содержании в силосуемой массе в начальный период меньше 105 г-1 молочнокислых бактерий необходимо вносить в силосуемую массу закваску молочнокислых бактерий. Во ВНИИМС разработан простой и дешевый способ приготовления закваски для силосования кормов на сыворотке из сухого бактериального концентрата, который содержит лактококки и штаммы лактобацилл, обладающие специфическим антагонизмом к маслянокислым бактериям. При рекомендуемой дозе внесения закваски 1 л/т с закваской в силос вносят (2-15)-105 г-1 клеток молочнокислых бактерий в активной форме. Влияние закваски на микрофлору силоса показано на рис. 6.13. Отсутствие в 7-суточном опытном силосе спор маслянокислых бактерий можно объяснить тем, что имеющиеся в исходной массе споры в течение этого периода проросли, а новые не образовались из-за низкого pH, препятствующего споруляции. Увеличение содержания спор маслянокислых бактерий в течение этого периода, очевидно, свидетельствовало бы об их прорастании (снижение содержания спор в первые дни с последующим вегетативным ростом и спорообразованием). Ингибирование роста посторонней микрофлоры микрофлорой закваски снижает потери питательных веществ, которые при спонтанном силосовании достигают 30-50% от их содержания в исходной массе.
При скармливании коровам силоса с применением закваски Lbc. plantarum у животных улучшалось состояние вымени, уменьшалась заболеваемость, улучшалась сычужная свертываемость молока по сравнению с соответствующими показателями коров, которым скармливали силос из этой же растительной массы, заготовленный без использования закваски.
С точки зрения подавления развития маслянокислых бактерий в силосе более надежным методом является применение химических средств консервирования, которые снижают pH растительной массы сразу после срезания. В качестве химических консервантов обычно используют органические кислоты. Метод применяется в Финляндии, что позволяет вырабатывать высококачественный Эмментальский сыр при скармливании коровам силоса.
В Германии до 5% силоса закладывается с применением химических консервантов: при силосовании бобовых и других трудносилосуемых культур, зеленой массы, содержащей меньше 25% сухих веществ, применяют препараты муравьиной кислоты; при содержании в силосуемой массе 25-45% сухих веществ используют препараты пропионовой кислоты и ее солей. Стоимость препаратов в расчете на 1 т силоса: сахаросодержащих (применяются при недостатке в силосуемой массе водорастворимых углеводов) - 7-10 марок, на базе муравьиной кислоты - 4,2-11 марок, с пропионовой кислотой - 6,0-8,25 марок. Для сравнения скажем, что в середине 80-х стоимость закваски ВНИИМС составляла 4-6 коп./т силоса.
В Великобритании в продаже около 90 препаратов для силосования кормов, в т. ч. неорганические и органические кислоты, формальдегид, соли органических кислот, меласса, закваски, энзимы (целлюлаза, геми- целлюлаза), свекловичный жом, плющеный ячмень и др.
Источниками спор маслянокислых бактерий могут быть жом, тюки недостаточно высушенного сена и любые ферментированные корма, но они имеют региональное значение. В Швейцарии в последние годы резко увеличилось количество вспученных крупных сыров, что, как подозревают, связано с заготовкой сена, спрессованного в крупные тюки.
В хорошем силосе содержание спор маслянокислых бактерий должно быть ниже 1000 г-1, в силосах низкого качества их содержание может достигать сотен тысяч и даже миллионов в 1 г.
Из силоса споры маслянокислых бактерий попадают в молоко непосредственно с частицами корма или через навоз. Для того чтобы перекрыть первый путь, кормление коров силосом следует проводить не позднее, чем за четыре часа до дойки. Это правило не соблюдается при беспривязном содержании скота, при котором содержание спор маслянокислых бактерий в молоке выше, чем при стойловом содержании. При нарушении этого правила молоко уже в организме коровы может приобретать силосный запах.
Главным путем загрязнения молока спорами маслянокислых бактерий является переход их из силоса в навоз, в котором они не только длительное время сохраняют жизнеспособность, но могут прорасти и начать размножение. По данным финских исследователей, количество спор анаэробов в коровьем навозе варьирует в пределах 11-1600000 в 1 г, причем в 87% исследованных проб оно находилось на уровне 103 г'1. Через навоз спорами маслянокислых бактерий загрязняется внешняя среда на молочных фермах, кожные покровы и вымя коров. Так, при обследовании 6 американских ферм споры Cl. ty- robutyricum были обнаружены во всех образцах, отобранных из окружающей среды. При низком уровне гигиены на ферме споры из внешней среды обязательно попадут в молоко. Существует тесная корреляция между содержанием спор маслянокислых бактерий в силосе, навозе и молоке, между содержанием их в молоке и гигиеническими условиями получения молока на ферме.
Нет единого мнения о критическом содержании спор маслянокислых бактерий в сыром молоке, превышение которого делает молоко несыропригодным. Это понятно, так как развитие маслянокислых бактерий в сырах в очень большой степени зависит от технологии их выработки и антагонистических свойств закваски, которые меняются не только в зависимости от вида сыра, но и от страны, в которой ее вырабатывают. Кроме этого, сильно варьируют методы определения количества спор анаэробов в молоке, что влияет на степень их выявляемое. В России для сыров с низкими температурами II нагревания считается пригодным молоко, содержащее не более 10 спор лактатферментирующих клостридий в 1 мл, для производства сыров с высокими температурами II нагревания - не более 1 споры/мл. Если для производства сыров используют закваски, обладающие специфическим антагонизмом к маслянокислым бактериям, предельное содержание спор лактатферментирующих клостридий в молоке увеличено соответственно до 25 и 2,5 спор/мл. В Нидерландах в молоке для выработки сыров должно быть не более 20 спор/мл маслянокислых бактерий при дозе нитратов 15 г/100 л. Kutzner считает, что сыр Тильзит может быть вспучен при наличии в молоке 10 спор/мл Сl, tyrobutyricum. Добавление в молоко 4 г/100 л нитрата в его опытах предупредило вспучивание сыра, выработанного из такого молока. По Kalzendorf, твердые сыры с низкой температурой II нагревания можно вырабатывать из молока, содержащего не более 6 спор/мл маслянокислых бактерий. Teuber (1985) считает, что для порчи сыров типа Гауда, Эдам, Трапист достаточно 200 спор/л маслянокислых бактерий. По Stadhouders, критическое содержание спор маслянокислых бактерий в молоке для производства твердых сыров равно 5-10 спор/л, чего трудно достичь при кормлении коров силосом. В то же время австралийские исследователи наблюдали позднее вспучивание сыров Швейцарский и Гауда, выработанных зимой, когда 50% молока содержало не более одной споры маслянокислых бактерий в 5 мл. Некоторые авторы полагают, что 12-килограммовый сыр Гауда может быть вспучен при наличии в молоке 5-10 спор/л. Грюйер и Эмменталь можно вырабатывать из молока, содержащего не более 0,04 споры/мл маслянокислых бактерий. По мнению швейцарских ученых, молоко, содержащее больше 140 спор/л Сl, tyrobutyricum, непригодно для выработки швейцарских сыров с высокими температурами II нагревания. Крупные сыры за рубежом, как правило, вырабатывают без добавления в молоко нитратов. В Швейцарии в производстве сыра не применяют химических средств для подавления маслянокислого брожения и даже применение бактофугирования вызывает протесты, как нарушение принципа натуральности сыра.
В табл. 6.18 приведены результаты опытов Перфильева, показывающие взаимосвязь между количеством лактатсбраживающих клостридий в смеси и качеством Голландского брускового сыра. Из них видно, что снижение качества сыра началось при наличии в смеси 2,5 спор/мл маслянокислых бактерий. Это слишком высокое загрязнение молока маслянокислыми бактериями в сравнении с результатами опытов большинства зарубежных авторов, но более низкое, чем допускают инструкции по производству сыров этого класса в России. Несколько более высокая устойчивость к маслянокислому брожению отечественных твердых сыров обусловлена особенностями технологии, в частности высокой степенью посолки и повышенным содержанием органических кислот, пониженными температурами созревания.
На рис. 6.14 показано влияние сезона на содержание спор анаэробов в молоке, поступившем на Угличский сыродельный завод. В летний период не было обнаружено молока, содержащего более 10 снор/мл анаэробов, что подчеркивает роль силоса в загрязнении молока спорами. Во время скармливания коровам силоса значительное количество образцов молока содержало не более одной споры в мл, что свидетельствует о возможности получения сыропригодного по содержанию спор анаэробов молока. Массовое обследование молока, поступившего в 1987-1988 гг. на сыродельные заводы европейской части бывшего СССР, показало, что 29% образцов содержало более 10 спор/мл лактатсбраживающих клостридий. В молоке, поступившем на три сыродельных завода Алтайского края в 1988 г., лактатферментирующие клостридии обнаружены в 67,3-31,8% образцов, в т. ч. в весенние месяцы на один из заводов поступило 91,4-100% такого молока.
Количество спор в мл молока на одном заводе колебалось от 0,6-6,0 (48,1% образцов) до 25 (0,3%).
По данным Якубчак, в молоке высшего сорта по общей бактериальной обсемененности содержится 1-3 споры/мл анаэробов, II сорта - от 6 до 20 и более спор/мл. По данным Перфильева (1998), в сыром молоке, в среднем, содержалось в 1 мл 2,4 споры и 7,2-102 вегетативных клеток лактатсбраживающих клостридий.
В Нидерландах в январе-мае в 1973 и 1976 гг. 57 и 37% образцов молока соответственно содержали менее одной споры в 1 мл, 39 и 56% - 1-7 спор/мл, 4 и 7% - больше 7 спор/мл. По другим данным, в Нидерландах в летние месяцы содержание спор маслянокислых бактерий в молоке находится в пределах 2000-1000 л-1, в зимние - 2000-20000 л-1 . Во Франции 43% стад, в которых коровам скармливали силос, давали молоко, содержащее более 2300 л’1 спор маслянокислых бактерий. В Италии в течение года на завод по производству сыра Пармезан-Реджиано поступило 25,38% молока с содержанием спор маслянокислых бактерий более 200 л-1, в 5,72% - более 500 л'1.
Содержание спор маслянокислых бактерий при стойловом содержании коров с включением в рационы силоса выше, чем в пастбищный период. Содержание спор Сl, tyrobutyricum в молоке, получаемом в Германии на 7 молочных фермах, в период кормления коров силосом с ноября по март составило 13-17 мл'1, в пастбищный период 0,6-2,3 мл'1. Особенно их много в октябре-ноябре и марте-апреле, что можно связать с более низким уровнем гигиены на молочных фермах в осеннюю и весеннюю распутицу. Содержание спор маслянокислых бактерий в силосе по мере его старения увеличивается, что, по- видимому, обусловлено повышением его pH из-за сбраживания части лактатов маслянокислыми бактериями.
Количество спор в молоке в очень большой степени зависит от гигиенических условий получения молока. Особенное значение имеет мойка вымени с последующей обсушкой полотенцем перед дойкой, регулярная уборка навоза и смена подстилки. После применения мойки вымени орошением с последующей обсушкой полотенцем содержание спор маслянокислых бактерий в молоке снизилось с 2,5 до 0,25 мл'1. Использование для дезинфекции 1 %-ного раствора диа- септола вместо 2 %-ного раствора NaOH снизило содержание в молоке спор анаэробов на 97,11%, энтерококков - на 98,58%.
Коэффициент корреляции между количеством спор анаэробов в силосе и навозе равен 0,84, навозе и молоке - 0,94, силосе и молоке - 0,66.