JOURNAL OF THE SCIENTIFIC AGRICULTURAL SOCIETY OF FINLAND Maataloustieteellinen Aikakauskirja 206 Voi. 50:206-211, 1978 Puumelassi tuoreviljan säilöntäaineena Maija-Liisa Salo Helsingin yliopiston kotieläintieteen laitos, 00710 Helsinki 71 Wood molasse as a preservative for high-moisture grains Maija-Liisa Salo Department of Animal Husbandry, University of Helsinki, 00710 Helsinki 71 Abstract. An unneutralized (pH 2) low-lignosulphonate wood molasse from spent sulphite liquor (58 % DM) was tested on a laboratory scale for wet preservation of ground barley, oats and Brewers’ grains. 10 and 20 % of wood molasse of the dry matter of grains prevented faulty fermentation in a warm storehouse. Also the lactic acid fermentation remained slight, because even 10 % wood molasse addition lowered the reaction to under pH 5. The growth of mould was diminished by wood molasse only by using large concentra- tions and a cold warehouse. Therefore it had hardly any benefit in the preservation of whole high-moisture grains. The low-lignosulphonate wood molasse was more palatable than the earlier tested high-lignosulphonate sulphite spent liquor. Johdanto Vilja on viime vuosikymmenelle asti käsitelty varastoimiskelpoiseksi lähes yksinomaan kuivaamalla. Kustannustason alkaessa jyrkästi nousta on rehuksi tarkoitetun viljan säilytykseen alettu kokeilla kuivaamista halvempia vaihto- ehtoja. Niistä tunnetuin on propionihapposäilöntä. Muurahais- ja etikka- happoakin voidaan käyttää, mutta ne ovat propionihappoa epävarmempia. Uusia tulokkaita ovat ammoniakki (Bothast ym. 1975) ja niinikään am- moniakkivaikutukseen perustuva urea (Schmidt vm. 1978). Sekä edellämaini- tut hapot että ammoniakki ovat tehokkaita fungisideja ja estävät siten myös viljan aerobin pilaantumisen. Vajaatuleentuneena ja kosteana korjatun viljan säilöntään on jo pitkään käytetty märkä- eli murskesäilöntää. Siinä murskattuun märkään viljaan sekoitetaan nurmisäilörehujen säilöntäainetta ja vilja pakataan siiloon ilman- pitävästi. Tämä säilöntämuoto ei estä aerobia mikrobitoimintaa, vaan avoin pinta homehtuu herkästi. https://www.c-info.fi/en/info/?token=GzOtiM7DtD05jmGU.okV_Pv9ZxueHfUCTcjGuRw.PGKUVEuqDAUstkCF_7OAjHGcR3O6uIqaw0sFNNQ4PpT5f19qb01VXX_5PwzMkRJsptSlS0995bnff82RrnuUSMR_50dhuC4bM38aBiOy9mR27ScNWVma2hRvM33sYZbYwThVe2ridhfmStBzXHcDyKNeFuCnPFC6o0jD6V4L 207 Tässä tutkimuksessa säilöntäaineeksi kokeiltiin neutraloimatonta puume- lassia, samantapaista ainetta mitä on käytetty märehtijäin rehuksi (Hathaway 1973, Salo ym. 1973, Chang ym. 1977). Kokeet suoritettiin vasta laborato- riomittakaavassa ja ne käsittivät jauhetun viljan ja tuoreen mäskin märkä- säilönnän ja ohran ja kauran jyväsäilönnän. Aineisto ja menetelmät Puumelassi oli Oy Serlachius Ab;n tehtaalta, alkuperältään koivupuun sel- luloosakeiton jäteliemen jalostetta tiivistettynä noin 55 %:n kuiva-ainepitoi- suuteen. Aikaisemmin tutkitusta sulfiittiliemestä (Salo ja Puumala 1978) se poikkesi monessa suhteessa: Se oli hapanta ja sen vuoksi vesimäisen juokse- vaa. Propionihappoa oli runsaasti ja etikkahappoa hyvin vähän. Lignosulfaa- teista oli ultrasuodatuksella poistettu noin kaksi kolmannesta. Puumelassin tärkeimmät koostumustiedot esitetään taulukossa 1. Taulukko 1. Ultrasuodatetun puumelassin koostumus. Table 1. Composition of the ultrafiltrated spent sulphite liquor. Kuiva-aine Dry matter 58 % pH 2 % ka:sta % of DM Sokeri Sugars 1) 52 % Sokerihapot Sugar acids 5 » Etikkahappo Acetic acid 1 » Propionihappo Propionic acid 10 » Lignosulfonaatit Lignosulphonates 15 » Rikki Sulphur2) 3 » Tuhka Ash 6 » *) Noin 70 % sokereista on ksyloosia Xylose forms ca. 70 % of the sugars 2) Lignosulfonaatteihin sidottua Bound to lignosulphonates. Ohra ja kaura jouduttiin kokeisiin kostuttamaan, koska puumelassi saatiin vasta niin myöhään syksyllä, että vilja oli jo kuivattu. Ohranmäski käytettiin kokeisiin heti tuoreena. M ärkäsäilöntä Karkeaksi jauhettuun viljaan lisättiin vettä niin paljon, että kosteudeksi tuli noin 50 %, sekä jätemelassia 0, 5 tai 10 % (0, 10 tai 20 % ka:sta). Seokset painettiin tiiviisti 1 1 1/2 litran lasitölkkeihin, pinta peitettiin löyhästi muovi- kalvolla ja päälle pantiin kevyt paino. Tölkit vietiin pimeään varastoon, minkä lämpötila oli noin +l6° C. Tuore mäski, mikä sisälsi vain 20 % kuiva-ainetta, käsiteltiin samalla ta- valla. Puumelassia lisättiin 0,2, 4 tai 6 % tuoreesta (0, 10, 20 tai 30 % ka:sta). Yhdet näytepurkit säilytettiin lämpimässä (+l6° C) ja toiset kylmässä (+4° C) varastossa. 208 Jyväsäilöntä Ohran ja kauran jyviin lisättiin vettä niin paljon, että kosteudeksi tuli noin 30 % ja jyvien annettiin kostua suljetussa astiassa kylmässä varastossa (+4° C) neljän viikon ajan. Jyvät turposivat, mutta eivät homehtuneet. Sitten niihin sekoitettiin puumelassia 0, 5 tai 10 % tuorepainosta. Koejyvät säilytettiin löyhästi muovikalvolla peitetyissä muovitölkeissä, toiset erät läm- pimässä toiset kylmässä varastossa. Koeastioita tarkkailtiin viikottain ja kokeen päättyessä märkäsäilötyistä tehtiin aistivaraisten havaintojen lisäksi taulukossa 2 esitetyt määritykset. Menetelmät olivat samat, mitä on käytetty säilörehuilla (Ettala ym. 1972). Tulokset ja tarkastelu Märkäsäilöntä Lämpimässä varastossa 0-näytteiden ja kauralla sekä mäskillä myös koe- näytteiden avoimeen pintaan muodostui hometta, runsaasti puumelassia sisäl- täviin kuitenkin muita hitammin ja vähemmän. Ohralla koenäytteet poikkesi- vat muista: pinta vähän tummui, mutta ei homehtunut. 0-näytteissä koko massa alkoi vähitellen tummua pinnasta pohjaa kohden. Mäskistä oli rinnak- kaisnäytteet kylmässä varastossa ja niihin muodostui hometta vasta noin puolentoista kuukauden säilytysajan jälkeen. Kaikki lämpimän varaston näytteet analysoitiin samalla kertaa. Tölkkien pinnasta kuorittiin aerobisti pilaantunut kerros pois, viljoilla noin 2 cm, mäs- killä 4 cm ja loppu sekoitettiin analyysejä varten. Aistivaraisesti voitiin todeta, että 0-näytteissä oli voimakas mädänneen haju. Väriltään ne olivat puumelassia sisältäviä näytteitä sameampia, viljat myös tummempia. Kaikissa jätemelassia sisältävissä näytteissä oli melassin määrästä riippumatta vain mieto hapan haju. pH-määritys osoitti, että neutraloimaton jätemelassi on niin hapanta, että jo 10 %:n lisäys kuiva-aineesta laskee pH:n alle viiden. Osa happamista ai- neista on säilöntäaineina tehokkaaksi tunnettua propioni- ja etikkahappoa, osa lignosulfonihappoja ja kalsiumbisulfiittia. Alkuhappamuuden vuoksi maitohappokäyminen lämpimässäkin varastossa jäi vähäiseksi. Myös virhekäyminen estyi, kuten raikas haju ja analyysitulokset (taulukko 2) osoittivat. Avoimen pinnan pilaantumista puumelassi sen sijaan ei ainakaan lämpimässä varastossa estänyt, tosin sitäkin suurena konsentraationa hillitsi. Eri materiaaleilla oli tässä kohden eroa: ohraan ei tullut hometta lainkaan, mäskiin tuli nopeimmin ja eniten. Koska säilyminen tapahtui pääasiassa puumelassin ja vain pienessä määrin käymisen ansiosta, jäi käymishappojen ja ammonium-typen määrä vähäisem- mäksi, mitä tuoreohraa tavanomaisilla säilöntäaineilla säilöttäessä on todettu, vaikka säilytyspaikka silloin on ollut viileä (Poutiainen ym. 1973). Tämän kokeen koenäytteiden propioni- ja etikkahappo oli lisäksi suurelta osin peräisin lisätystä puumelassista. 209 Taulukko 2. Puumelassilla (pH 2) märkäsäilötyn jauhetun viljan ja maskin koostumus. Table 2. The composition of wet ground grains and Brewers' grains preserved with wood molasse (pH 2). Wood molasse Preservation Dry pH Acids %of DM %of total nitrogen % % period matter begin- end lactic acetic propio- butyric NH3-N water—- of wet of DM days % ning nic soluble weight N Ohra Barley 130 0 0 48 5,7 4,1 3,6 0,54 0,27 5,8 56 5 10 51 4,5 4,4 0,8 0,22 0,22 2,8 45 10 20 50 4,1 4,1 0,3 0,25 0,45 1,8 41 Kaura Oat 102 0 0 48 6,0 3,8 5,0 0,17 0,44 0,07 5,5 75 5 10 51 4,9 4,1 1,8 0,26 0,37 3,1 44 10 20 46 4,4 4,2 0,4 0,29 0,64 1,8 42 Mäski Brewers' gr. 46 0 0 19 5,0 4,0 3,9 0,84 0,21 0,06 1,5 8 2 10 21 4,6 4,0 3,3 0,95 0,55 0,4 9 4 20 20 4,4 4,2 1,2 0,19 0,65 0,2 9 6 30 21 4,1 4,1 1,3 0,42 0,86 0,2 8 Jyväsäilöntä Jyväsäilöntäkoe osoitti, että jätemelassi ei estä homeen kasvua jyvissä lain- kaan 5-prosenttisena ja vain heikonlaisesti 10-prosenttisenakin väkevyytenä. Jyväkasa on niin löyhä, että homehtuminen tapahtuu pohjaa myöten. Kosteat jyvät myös itävät. Lämpimässä varastossa jyvät alkoivat homehtua jo parissa viikossa, kylmässä hitaammin. Vain silloin kun puumelassiväkevyys oli 10 % ja varasto kylmä jyvät säilyivät kolmen kuukauden ajan homeettomina ja raikkaan hajuisina. Ohra säilyi jyväsäilönnässä, kuten märkäsäilönnässäkin, kauraa paremmin. Puumelassin vaikutus homeen kasvuun on kaksipuolinen: melassin sisältä- mät sokerit suosivat hometta, hapot vuorostaan estävät sitä. Vasta suurilla puumelassikonsentraatioilla happojen vaikutus tulee dominoivaksi. Anaerobissa käymisessä (märkäsäilöntä) sen sijaan myös sokerit ovat hyödyllisiä, koska ne ohjaavat käymistä toivottuun suuntaan. Puumelassi rehuna Kokeiden puumelassi oli alkuperältään lähes samaa, mitä on käytetty märehtijäin rehuksi. Se poikkesi niistä lähinnä siinä, että eläimille vastenmieli- sestä lignosulfonaatista oli ultrasuodatuksella poistettu kaksi kolmasosaa. Tässä muodossa jätemelassia on ehditty kokeilla vasta maittavuuskokeissa ja niissä se on osoittautunut selvästi lignosulfonaattirikasta melassia mahta- vammaksi. Viikin koetilan lihasonnit ja pässit hyväksyivät sen parissa päi- vässä. Noin 8 kk:n ikäiset sonnit söivät 10—13 % neutraloitua puumelassia sisältävää väkirehua 8 kg, 3—4 kk;n ikäiset vasikat 4 kg ja pässit 1 kg eläintä kohden päivässä. Lisärehuna oli heinää vapaasti. Hapanta puumelassia vuorostaan syötettiin puoli vuotiaille hiehoille neljän kilon ja pässeille puolen kilon päiväannoksina puumelassiväkevyyden asteettain noustessa 20 %:iin asti. 210 Lisärehuina oli vapaasti heinää ja säilörehua. Koe-eläimet eivät saaneet ripulia eikä muutakaan terveydellistä häiriötä ilmennyt. Myöhempään tutkimus- ohjelmaan kuuluu tämän uudenlaisen puumelassin rehuarvon määrittäminen kasvatus- ja sulavuuskokeilla. Puumelassia neutraloidussa muodossa on suunniteltu teollisiin rehuseoksiin juurikasmelassin tilalle. Kielteisiä puolia ovat hankala sekoitusprosessi ja puumelassin vesipitoisuus, mikä alentaa rehuseoksen energia-arvoa. Silloin kun puumelassia lisätään märkäsäilöttävään viljaan, ei kumpaankaan seikkaan tarvitse kiinnittää huomiota, koska märkäsäilönnässä viljaan joudutaan joka tapauksessa sekoittamaan vettä. Kun veden sijasta käytetään puumelassia, saadaan samalla kertaa säilöntäaine, tarvittavaa lisäkosteutta ja myös vähän energiaa. Hapan melassi on lisäksi helpompaa sekoittaa kuin neutraloitu, koska se on vesimäistä nestettä. Puumelassin happamuus johtuu pääasiassa orgaanisista hapoista eikä niin ollen vaatine ruokinnassa ainakaan suurta neutraloivaa kivennäislisää. Lipeä- tai ammoniakkiolkea käytettäessä hapan väkirehu saattaisi olla hyväksikin. Nyt suoritetut kokeet olivat alustavia, laboratoriomittakaavassa suoritet- tuja ja vaativat lisätutkimuksia, joihin liittyy myös eläinkokeita. Alustavat kokeet suoritettiin tarkoituksella normaalikäytäntöä huonommissa olosuhteissa (lämmin varasto, korkea vesipitoisuus). Märkäsäilöntätulokset vaikuttivat lupaavilta ja kannustavat jatkotutkimuksiin. Myös märän mäskin tilapäis- säilytyksessä puumelassista voi hyvinkin olla apua. Jyväsäilöntäkokeen tulos sen sijaan ei suuria lupauksia antanut. Tiivistelmä Lignosulfonaattiköyhdytettyä hapanta sulfiittijäteliemestä valmistettua puumelassia kokeiltiin laboratoriomittakaavassa ohran, kauran ja mäskin märkäsäilöntään sekä ohran ja kauran jyväsäilöntään. Märkäsäilönnässä 10 ja 20 % puumelassia ohran, kauran ja mäskin kuiva-aineesta esti lämpimässä varastossa virhekäymisen. Myös maitohappokäyminen jäi vähäiseksi, koska jo 10 %:n puumelassilisäys alensi pH:n alle viiden. Homeen kasvua puu- melassi hillitsi vain suurena konsentraationa ja kylmässä varastossa. Sen vuoksi sen käytöstä kostean viljan säilöntään ei ollut sanottavaa hyötyä. Uudenlainen puumelassi osoittautui runsaasti lignosulfonaatteja sisältä- vää sulfiittijätelientä maittavammaksi. KIRJALLISUUSLUETTELO Bothast, R. J., Adams, G. H., Hatfield, E. E. & Lancaster, E. B. 1975. Preservation of high-moisture corn: a microbiological evaluation. J. Dairy Sci. 58: 386—391. Chang, F. S., Dyer, I. A. & Johnson, R. J. 1977. Performance of feedlot cattle and rumen microorganisms as influenced by lignosulfonate. J. Anim. Sci. 46: 878 884. Ettala, E., Pohjanheimo, O. & Lampila, M. 1972. Eri säilöntäaineilla valmistetut säilö- rehut lypsykarjan ruokinnassa. Kehittyvä Maatalous 7: 1 15. 211 Hathaway, H. D. 1973. Potential of lignin sulfonate for liquid feed. AFMA Liquid feed, Proc. 3 rd. Ann. Symp., Arlington, Virginia. Repr. 7 p. Poutiainen, E., Korhonen, I & Lampila, M. 1973. Eri menetelmillä säilötty ohra lihanauto- jen rehuna. 1. Lisäaineiden vertailu märkäsäilönnässä. Kehittyvä Maatalous 15: 19 31. Salo, M.-L., Immonen, M. & Suomi, K. 1973. Puunjalostusteollisuuden jäteliemipulveri re- huna. Maatal.tiet. Aikak. 45: 284—296. —» & Puumala, L. 1978. Nutritive evaluation of spent sulphite liquors. Acta Agric. Scand. 28:000 000. Schmidt, L., Weissbach, F. & Peters, G. 1978. Harnstoff als Konservierungsmittel bei der Lagerung feuchter Futterstoffe. Arch. Tierernähr. 28; 123 139. Käsikirjoitus saapunut 1.6. 1978