تخمير (حفظ) نفايات الحبوب من عملية إنتاج البيرة في السايلو

نفايات الحبوب من عملية إنتاج البيرة هي علف ثمين للمواشي بفضل أنها تحتوي على النسبة العالية من البروتين وتتحلل ببطء في الكرش وتحتوي على نسبة Са/P العالية وتتميز بنسبة منخفضة نسبيًا من الكربوهيدرات القابلة للذوبان في الماء.

إن مشكلة استخدام نفايات الحبوب من عملية إنتاج البيرة كعلف هي حقيقة أنها تحتوي على الكثير من الرطوبة ، مما يزيد من تكلفة نقلها (لكل وحدة من كتلة المادة الجافة) ويعقّد أيضًا تخزينها. تقع ذروة إنتاج البيرة (وإنتاج المنتجات الثانوية من عملية إنتاج البيرة وأهمها من حيث الكمية هو نفايات الحبوب من عملية إنتاج البيرة) في فترة الصيف ، عندما تنخفض الحاجة إلى نفايات الحبوب من عملية إنتاج البيرة موسمياً ، بينما في فصل الشتاء ، عندما يكون هناك نقص في الأعلاف ، ينخفض ​​متوسط ​​الإنتاج اليومي لنفايات الحبوب من عملية إنتاج البيرة ب 3-4 مرات.

وبناءً على ما تقدم ، يجب الحفاظ على نفايات الحبوب من عملية إنتاج البيرة في الصيف من أجل إطعامها في الشتاء. الطريقة الأكثر استخدامًا للحفاظ على نفايات الحبوب من عملية إنتاج البيرة في العالم هي تجفيفها. يساعد تجفيف نفايات الحبوب من عملية إنتاج البيرة في تسهيل نقلها وتخزينها. ومع ذلك ، في بلدان أوروبا الغربية ، يتم توريد نفايات الحبوب الطازجة الخامة أو منزوعة الرطوبة جزئيا عن طريق الضغط من عملية إنتاج البيرة من مصانع إنتاج البيرة وتتم تغذية المواشي بها. بالنسبة للمزارع الواقعة بالقرب من مصانع إنتاج البيرة يُنصح أيضًا باستخدام خفظ وتخزين نفايات الحبوب الرطبة من عملية إنتاج البيرة.

في العقود الأخيرة تم إجراء الدراسات العديدة الهادفة إلى إيجاد طرق لتخمير نفايات الحبوب الطازجة من عملية إنتاج البيرة بخلاف تجفيفها. إحدى الطرق البديلة للحفاظ على نفايات الحبوب من عملية إنتاج البيرة هي تخميرها في السايلو. بين صعوبات هذه الطريقة هي النسبة المنخفض من المادة الجافة (حوالي 12-25%) والنسبة المنخفضة من السكريات (حوالي 1% من حيث المادة الجافة) (Kuntzel، عام 1992) القادرة على التخمر بصورة سريعة إلى حد ما أثناء عملية التخمير في السايلو مع تكوين حمض اللاكتيك. من المقبول عمومًا أن الشروط المذكورة أعلاه هي الأكثر أهمية للحصول على السيلاج عالي الجودة: انخفاض سريع لمستوي рН لعصير كتلة السيلاج إلى 4.0-4.2 وأدناه؛ وجود مادة جافة في كتلة السيلاج بما لا يقل عن 30%  وتوفير الحفاظ على درجة حرارة كتلة السيلاج في نطاق 20-300 درجة مئوية وأثناء تخزين السيلاج - لا أكثر من 150 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك ، لمنع تطور العفن والبكتيريا المتعفنة في كتلة السيلاج يجب استبعاد وصول الأكسجين الهوائي إليها. في نفس الوقت يجب أن يوضع في الاعتبار أن الظروف اللاهوائية لا تمنع تطور معظم أنواع الجراثيم التي تخمّر السكريات مع إنتاج حمض الزبدة والتي تعتبر نوعاً من اللاهوائيات الاختيارية.

يمكن ضبط مستوي рН بسهولة أثناء تخمير السكريات المتضمنة في كتلة السيلاج ، وكذلك عن طريق إدخال الأحماض العضوية - حمض الفورميك أو ، حمض البروبيونيك وحمص الخليك والأحماض غير العضوية - أحماض الفسفوريك وحمض الكبريتيك. ومع ذلك ، يجب أن يوضع في الاعتبار أن الحيوانات تمانع في تناول السيلاج المحضر بإستخدام أحماض غير عضوية. عند قيمة pH المنخفضة نسبيًا التي يتم تحقيقها بسبب إضافة الأحماض يمكن أن يستمر التخمير (يمكن افتراض أن هذا سيكون تخمير بواسطة الجراثيم التي تخمّر السكريات مع إنتاج حمض الزبدة ، في حين سيتم تبطيئ أنواع أخرى من التخمير بسبب حقيقة أن الجراثيم التي تخمّر السكريات مع إنتاج حمض الزبدة في الظروف اللاهوائية تتحمل أقل рН - حتى 3.2؛ الحد الأدنى ل рН هو 3.0) أو سيتم منعه - اعتمادًا على كمية الحمض المضافة.

نظرًا لأن الأحماض المذكورة أعلاه ، سواء العضوية أو غير العضوية ، هي سوائل عدوانية للغاية وبالإضافة تتميز الأحماض العضوية منخفضة الوزن بالقدرة العالية للتطاير الرائحة الشديدة غير اللطيفة ، فقد تم اختبار الأحماض التي تتميز تركيزاتها المنخفضة نسبيا بالقدرة على منع زيادة عدد الجراثيم وبالاضافة إلى ذلك؛ الأحماض غير المتطايرة وحمض البنزويك وحمض الساليسيليك وكذلك أملاح الأحماض العضوية منخفضة الوزن الجزيئي من أجل إستخدامها للحفظ. 

من الواضح أن أسرع وسيلة هي استخدام المواد الحافظة غير العدوانية وغير المتطايرة والصديقة للبيئة التي يمكن استخدامها في جسم الحيوانات كعناصر غذائية. هذه هي أقدم المواد الحافظة: السكر وملح الطعام (يُستخدم كل منهما لزيادة الضغط التناضحي في سوائل المنتج المحفوظ). ومع ذلك ، أثناء التخمير يتحول السكر (بما في ذلك السكر الموجود في العلف) إلى مادة حافظة أخرى قديمة وفعالة للغاية - بقضل قدرتها العالية على منع زيادة عدد الجراثيم - إلى حمض اللاكتيك.

من المهم أن يكون تحويل السكر إلى حمض اللاكتيك مصحوبًا بفقدان الطاقة الحرة التي لا تمثل سوى 5% من الطاقة الموجودة في الجلوكوز ويتم إطلاقها أثناء الانهيار الهوائي (لينينجر، عام 1985). بالاضافة إلى ذلك ، يعتبر حمض اللاكتيك عنصرًا غذائيًا أكثر "ملاءمة" مقارنة بالسكر لأنه في الكرش تحت ظروف معينة يمكن تحويله إلى البروبيونات يتم استهلاكها لتكوين الجلوكوز (تعتبر الأخيرة بشيرا وحيدا لللاكتوز وعموما مستقلباً لا بديل له في جسم الثدييات) في حين أنه من السكروز الوارد إلى الكرش يتشكل الكثير من حمض البوتريك الذي يتم تحويله في جدار الكرش إلى 3-هيدروكسي بوتيرات وهو جسم الكيتون الرئيسي في جسم الحيوانات المجترة.