Microbial aspects of the formation of malodorous compounds in anaerobically stored piggery wastes

100 Pages·2012·3 MB·English

Promotor: dr. ir. E.G. Mulder, hoogleraar in de algemene microbiologie en
de microbiologie van bodem en water.
Sierk F. Spoelstra
MICROBIAL ASPECTS OF THE FORMATION OF
MALODOROUS COMPOUNDS IN ANAEROBICALLY
STORED PIGGERY WASTES
Proefschrift
ter verkrijging van de graad van
doctor in de landbouwwetenschappen,
op gezag van de rector magnificus,
dr H.C. van der Plas,
hoogleraar in de organische scheikunde,
in het openbaar te verdedigen
op vrijdag 8 december 1978
des namiddags te vier uur in de aula
van de Landbouwhogeschool te Wageningen.
STELLINGEN
1. Veranderingen in concentraties van p-cresol en vluchtige vetzuren in
varkensdrijfmest kunnen een indruk geven van de werkzaamheid van aan
drijfmest toegevoegde stankbestrijdingsmiddelen.
2. Het toevoegen van bacteriemengsels aan drijfmest ter bestrijding
van stank is zinloos.
3. Het schema voor de anaërobe afbraak van tyrosine zoals voorgesteld
door Drasar en Hill berust in belangrijke mate op foutieve
veronderstellingen van Baumann.
Drasa, B.S. en Hill, M.J. Human intestinal flora.
Academie Press. London. 1974.
Baumann, E. Ber. dtschn. chem. Ges. 12, 1450 (1879).
4. De opmerking van Yasuhara en Fuwa dat fenolen in varkensdrijfmest afkomstig
zijn van ontsmettingsmiddelen getuigt van lichtvaardig concluderen.
Yasuhara, A. en Fuwa, K.
Buil. Chem. Soc. Japan 50, 731 (1977).
5. Aaetobaateriwn woodii in combinatie met een acetaat-benuttende gist
biedt betere vooruitzichten voor de productie van "single cell protein"
uit celluloserijk afval dan het kweken van schimmels hierop.
6. De betekenis van strict anaërobe niet spore-vormende bacteriën bij de
fermentatie van kuilvoer wordt onderschat.
7. Onderzoek naar de rol van kuilvoer als infectiebron van Listeriosis
zoals uitgevoerd door Gouet et al. geeft geen relevante informatie.
Gouet, P., Girardeau, J.P. en Riou, J.
Anim. Feed Sei. Techn. 2, 297 (1977).
8. Het aantal sporen van lactaat-vergistende Clostridia in voordroogkuil
kan worden beperkt door het in te kuilen gras te hakselen.
9. De gebruikelijke lange middagpauzes bij het kleuter- en basisonderwijs
zullen binnenkort niet meer in onze samenleving passen.
10. Fouten in referentielijsten kunnen gedeeltelijk worden voorkomen door
van de namen van auteurs van wetenschappelijke publicaties steeds eerst
het hoofdwoord en vervolgens, gescheiden door een komma, voornamen en
dergelijke te vermelden.
Sierk F. Spoelstra
Microbial aspects of the formation of malodorous compounds in
anaerobically stored piggery wastes.
Wageningen, 8 december 1978.
Ter herinnering aan
Kirsten Sophie Didrikke Kaurel
This study was carried out at the Laboratory of Microbiology, Agricultural
University, Wageningen, The Netherlands. Financial support came from
the Commissie Hinderpreventie Veeteeltbedrijven, The Hague, The Netherlands.
VOORWOORD
Bij het gereedkomen van dit proefschrift realiseer ik mij dat velen, direkt
of indirekt, hebben bijgedragen tot het uiteindelijke resultaat. Al deze mensen
ben ik zeer erkentelijk voor hun inbreng.
In de eerste plaats gaat dank uit naar mijn promotor Prof. Mulder, die de
uitvoering van dit onderzoek in het laboratorium mogelijk heeft gemaakt en veel
tijd heeft besteed aan het corrigeren van de manuscripten. Zijn persoonlijke
belangstelling voor ieders wel en wee in het laboratorium heb ik zeer
gewaardeerd.
Aan mijn kamergenoten, Jan Krul, Kim de Wit en Michiel van Mil en bijna -
kamergenoot Jan Janssen is het te danken dat het leven in de kelder dragelijk
was en mij niet het lot van de eenzaamheid was beschoren zoals een der eerste
onderzoekers op mestgebied.
Goede herinneringen bewaar ik ook aan andere collega's, die steeds bereid
waren te helpen bij het oplossen van problemen. Met name de interesse van
Maurice Huntjens voor mijn werk en de samenwerking op anaëroob gebied met
Ad Adamse heb ik erg op prijs gesteld.
De mensen van de dienstverlenende sector ben ik erkentelijk voor hun
medewerking; graag memoreer ik de hulpvaardigheid (onder andere bij het maken
van de tekeningen) van Van Velzen, en de snelle reparaties van apparatuur door
Frits Lap. Van de Kolk en Chris Schouten zorgden voor het steriliseren van de
voedingsmedia en Wessels maakte de foto's. Vaak heb ik versteld gestaan over
de snelle manier waarop Mevr. Möller en Willy van Rooyen onooglijk schrijfwerk
omtoverden tot net getypte manuscripten.
Veel dank ben ik verschuldigd aan wijlen Dr. C. Weurman en zijn medewerkers
voor de geboden gastvrijheid en samenwerking tijdens mijn verblijf in de
afdeling Aroma-onderzoek van het CIVO-TNO te Zeist. Deze periode heeft in
belangrijke mate de richting van dit onderzoek bepaald.
De heren Huisman en Muilwijk van het ILOB te Wageningen dank ik voor hun
medewerking bij het verkrijgen van mest en urine van varkens. Ook de
heer Jochemsen ben ik erkentelijk voor de geboden gelegenheid om steeds
drijfmestmonsters van zijn bedrijf te halen.
De prettige contacten met medewerkers van het IMAG te Nageningen wil ik
hier niet onvermeld laten.
Bijzondere dank gaat uit naar de Commissie Hinderpreventie Veeteelt
bedrijven te Den llaag die dit onderzoek heeft gefinancierd.
Jonathan Swift. Gullivers reizen.
CONTENTS
1. Introduction
2. Volatile fatty acids in anaerobically stored piggery wastes.
3. enumeration and isolation of anaerobic microbiota of piggery wastes.
Applied and environmental microbiology 35, 841-846 (1978).
4. Simple phenols and indoles in anaerobically stored piggery wastes.
Journal of the science of food and agriculture 28, 41S-423 (1977).
5. Degradation of tyrosine in anaerobically stored piggery wastes and
in faeces of pigs. Accepted for publication in Applied and
environmental microbiology.
6. Degradation of tyrosine by two Clostridium spp.
7. General discussion
Summary
Samenvatting (Summary in Dutch)
References
-1-
INTRODUCTION
In the past decennia important changes in the agricultural practices of
intensive livestock farming for meat production have occurred. Larger production
units with less labour available resulted in highly efficient systems for
feeding and waste handling. In the Netherlands the slatted floor method has
become the predominant waste handling system for piggeries. The pigs are kept
on floors with slots, through which the droppings fall into the underlying pits,
where the wastes are collected and stored until discharge.
This intensification has some negative, mainly environmental, sides. The
area available for landspreading wastes diminishes, especially in districts
with high densities of animal confinement units. As a consequence greater amounts
of farm slurries are often applied than justified for fertilizing. Pollution of
water courses with animal manures is the result and the necessity of applying
untraditional methods for the disposal of animal manures has become apparent.
The large emission of obnoxious odours has become another main problem
associated with modem intensive animal farming.
The labour-saving system of anaerobic storage of swine wastes under slatted
floors in pig fattening houses is thought to be the main source of malodours
which are emitted upon ventilation. The ventilation air is enriched with the
malodorous components produced in stored slurry (Skarp, 1975).
The goal of the present investigation was to provide information about the
microbial processes in anaerobically stored piggery wastes which lead to the
accumulation of malodorous constituents.
Odour
Odours can be defined objectively (instrumentally) only by giving the complete
spectrum of the composing volatile chemicals, including their respective
concentrations. For nearly all odorous systems this is impossible because of
the great number of components involved, often present in very low concentrations.
In case the odour can be reproducibly defined, no information is givem about the
nature of the odorous sensation. To include the sensorial sensation in an odour